Question

明礬石的主要成分是K2SO4·Al2(SO4)3·2Al 2O3·6H2O，此外還含有少量Fe2O3雜質。利用明礬石來制取純凈的Al2O3、K2FeO4和H2SO4的工藝流程如圖所示：

（1）“焙燒”過程中Al2(SO4)3和S發(fā)生反應的化學方程式為                    ；

若生成102g Al2O3，轉移的電子數(shù)目為             ；

（2）生成沉淀Ⅰ時的離子方程式為                                ；

（3）寫出化學式：沉淀Ⅱ是              ；

（4）溶液經加硫酸調節(jié)pH后，過濾，洗滌，可得沉淀Ⅰ，證明沉淀Ⅰ已洗滌干凈的實驗操作和現(xiàn)象是                                               ；

（5）從濾液中得到K2SO4晶體的方法是                               ；

（6）K2FeO4也可以鐵為電極，通過電解濃的KOH溶液來制取，寫出電解法制取K2FeO4的陽極反應式為                                。

Answer 1

【知識點】工藝流程、沉淀生成、實驗基本操作、電解原理

【答案解析】 （每空2分）

（1）2Al2(SO4)3+3S 2Al2O3+9SO2 、3.612×1024  (或6NA)

（2）AlO2－+ H+ + H2O = Al(OH)3↓            （3）Fe(OH)2

（4）取最后一次洗滌液于試管中，滴加BaCl2溶液，若無白色沉淀生成，則已將沉淀洗干凈。

（5）蒸發(fā)結晶        （6）Fe + 8OH－－6e－ =FeO42－ +4H2O

解析： （1）Al2(SO4)3和S反應，S元素的化合價有+6和0價之間還有+4價，聯(lián)系題目前后和流程，產物是二氧化硫和三氧化二鋁，方程式為：2Al2(SO4)3+3S 2Al2O3+9SO2 ；對應轉移電子數(shù)為12個電子，102g Al2O3物質的量為1mol，則轉移的電子數(shù)目為6mol，即3.612×1024  (或6NA)。（2）熟料與氫氧化鉀溶液生成偏鋁酸鉀，加入稀硫酸調節(jié)PH生成氫氧化鋁沉淀，離子方程式為：AlO2－+ H+ + H2O = Al(OH)3↓。

（3）明礬石中含有少量Fe2O3雜質，焙燒時與硫發(fā)生氧化還原反應，生成亞鐵，所以沉淀Ⅱ是Fe(OH)2；

（4）沉淀Ⅰ是Al(OH)3，證明沉淀Ⅰ已洗滌干凈的實驗操作和現(xiàn)象是取最后一次洗滌液于試管中，滴加BaCl2溶液，若無白色沉淀生成，則已將沉淀洗干凈。

（5）從濾液中得到K2SO4晶體的方法是蒸發(fā)結晶；

（6）電解時，陽極發(fā)生失電子的氧化反應，鐵由0價升高到+6價，失6個電子，反應式為：

Fe + 8OH－－6e－ =FeO42－ +4H2O

【思路點撥】本題考查學生對工藝流程的理解、氧化還原反應、離子檢驗、實驗方案設計等，是對學生綜合能力的考查，需要學生具備扎實的基礎與靈活運用能力，題目難度中等。