Question

【題目】銨明礬［NH4Al(SO4)2·12H2O］是分析化學(xué)常用的基準(zhǔn)試劑，工業(yè)上常用鋁土礦（主要成分為Al2O3）來生產(chǎn)銨明礬，其中Z的水溶液可用于傷口消毒，其工藝流程圖如下：

（1）寫出反應(yīng)Ⅱ的離子方程式____________________。

（2）25℃時(shí)，將0.2 mol·L-1的氨水與0.1 mol·L-1的Y溶液等體積混合，所得溶液的pH=5，則該溫度下氨水的電離常數(shù)Kb≈_____________（忽略混合時(shí)溶液體積的變化）。

（3）從反應(yīng)Ⅳ的銨明礬溶液中獲得銨明礬晶體的實(shí)驗(yàn)操作依次為_____________、____________、過濾、洗滌（填操作名稱）。

（4）“電解”時(shí)，用惰性材料作電極，則陽極電極反應(yīng)式為__________________________。

（5）反應(yīng)Ⅵ的化學(xué)方程式為______________________。

（6）廢水中含有Fe2＋、Mn2+等金屬離子對(duì)自然環(huán)境有嚴(yán)重的破壞作用，，可用(NH4)2S2O8氧化除去。寫出Mn2+被氧化生成MnO2的離子方程式為__________________________________。Z也有較強(qiáng)氧化性，在實(shí)際生產(chǎn)中不用Z氧化Mn2+的原因是_______________________________________。

Answer 1

【答案】 AlO2-+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3- 1×10-5 蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶 2SO42-—2e－＝ S2O82- (NH4)2S2O8＋2H2O ＝ 2NH4HSO4＋H2O2 S2O82－ + 2H2O + Mn 2＋＝4H＋ + 2SO42－ + MnO2↓ 錳的化合物可催化H2O2的分解，使消耗的H2O2增多

【解析】（1）氧化鋁與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鹽溶液，向溶液中通入足量二氧化碳?xì)怏w生成氫氧化鋁和碳酸氫鹽，離子方程式AlO2-+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3-；正確答案：AlO2-+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3-。

（2）根據(jù)題意可知，設(shè)溶液的體積均為1L，氨水和硫酸恰好完全反應(yīng)生成硫酸銨0.1mol，根據(jù)水解反應(yīng)NH4++H2ONH3H2O+H+可知：所得溶液的pH=5，c(H+)=10-5mol/L, c(NH3H2O)= 10-5mol/L, 兩溶液等體積混合，所以c(NH4+)=0.1 mol/L,根據(jù)水解平衡常數(shù)計(jì)算公式可得：Kh=KW/Kb= c(NH3H2O) ×c(H+)/ c(NH4+), KW=10-14,所以帶入數(shù)值后得Kb≈1×10-5；正確答案：1×10-5。

（3）先把銨明礬水溶液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮 ，再降溫結(jié)晶，過濾、洗滌，得到該物質(zhì)的晶體，實(shí)驗(yàn)操作依次為蒸發(fā)濃縮 、冷卻結(jié)晶； 正確答案：蒸發(fā)濃縮 、冷卻結(jié)晶。

（4）有反應(yīng)III可知，氫氧化鋁溶于硫酸溶液生成硫酸鋁，所以試劑Y為硫酸溶液，通過流程看出，溶液中的氫離子得電子變?yōu)闅錃猓�那么只有硫酸根離子失電子變?yōu)镾2O82-，則陽極電極反應(yīng)式為2SO42-—2e－＝ S2O82-；正確答案：2SO42-—2e－＝ S2O82-。

（5）根據(jù)流程圖看出，(NH4)2S2O8與水反應(yīng)生成NH4HSO4，再根據(jù)原子守恒規(guī)律，得另外一種物質(zhì)為H2O2，反應(yīng)Ⅵ的化學(xué)方程式為(NH4)2S2O8＋2H2O ＝ 2NH4HSO4＋H2O2 ；正確答案：(NH4)2S2O8＋2H2O ＝ 2NH4HSO4＋H 2O2。

（6）根據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律：Mn2+被氧化生成MnO2，S2O82－被還原為SO42－，根據(jù)電子守恒、電荷守恒、原子守恒寫出離子方程式為S2O82－ + 2H2O + Mn 2＋＝4H＋ + 2SO42－ + MnO2↓；正確答案：S2O82－ + 2H2O + Mn 2＋＝4H＋ + 2SO42－ + MnO2↓。過氧化氫也有較強(qiáng)氧化性，但在實(shí)際生產(chǎn)中不用Z氧化Mn2+，原因是錳的化合物可催化H2O2的分解，使消耗的H2O2增多；正確答案：錳的化合物可催化H2O2的分解，使消耗的H2O2增多。