Question

【題目】銨明礬是一種廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、污水處理等多個(gè)行業(yè)的重要化工產(chǎn)品。以高嶺土（含SiO2、Al2O3、少量Fe2O3等）為原料制備硫酸鋁晶體[Al2(SO4)3·18H2O]和銨明礬[NH4Al(SO4)2·12H2O]的工藝流程如下圖所示。

請(qǐng)回答下列問題：

（1）高嶺土首先需要灼燒，實(shí)驗(yàn)室灼燒高嶺土所需的實(shí)驗(yàn)儀器有 （填字母）。

a.蒸發(fā)皿 b.泥三角 c.漏斗 d.酒精燈 e.三腳架 f.坩堝 g.燒杯 h.試管

（2）研究發(fā)現(xiàn)，隨著酸熔溫度升高，氧化鋁的溶出率增大，但若酸熔時(shí)溫度過高（超過240℃），SiO2不僅會(huì)消耗硫酸，導(dǎo)致氧化鋁溶出率下降，還會(huì)同時(shí)產(chǎn)生高溫的腐蝕性氣體，該副反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

（3）要檢驗(yàn)除鐵后的濾液中是否含有Fe3＋，應(yīng)采取的實(shí)驗(yàn)方法為 ；濾渣2的主要成分為 （填化學(xué)式）。

（4）“分離1”操作包含的實(shí)驗(yàn)步驟有 、 、 、洗滌、干燥。

（5）中和結(jié)晶操作是將過濾出硫酸鋁晶體后的濾液，先用硫酸調(diào)節(jié)酸鋁比（溶液中游離硫酸和硫酸鋁的物質(zhì)的量之比），再用氨水中和至一定的pH值即可析出銨明礬晶體，寫出該過程中的總反應(yīng)方程式 。

Answer 1

【答案】（1）bdef （2）SiO2+H2SO4(濃)H2SiO3+SO3↑（3）取少量除鐵后的濾液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，若溶液變?yōu)檠�紅色則含Fe3+，否則不含Fe3+；Fe(OH)3（4）蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾

（5）Al2(SO4)3 +H2SO4 +2NH3·H2O +22H2O=2[NH4Al(SO4)2·12H2O]↓或Al2(SO4)3 +H2SO4 +2NH3 +24H2O=2[NH4Al(SO4)2·12H2O]↓

【解析】

高嶺土（含SiO2、Al2O3、少量Fe2O3等）用濃硫酸溶解，Al2O3和Fe2O3反應(yīng)生成Al2(SO4)3和Fe2(SO4)3，SiO2不反應(yīng)，則濾渣1為SiO2，濾液中含有Al2(SO4)3和Fe2(SO4)3及過量的硫酸，向?yàn)V液中加入試劑除鐵，則濾渣2為氫氧化鐵；

（1）高嶺土首先需要灼燒，實(shí)驗(yàn)室灼燒高嶺土所需的實(shí)驗(yàn)儀器有泥三角、酒精燈、三腳架、坩堝，答案選bdef；

（2）隨著酸熔溫度升高，氧化鋁的溶出率增大，但若酸熔時(shí)溫度過高（超過240℃），SiO2不僅會(huì)消耗硫酸，導(dǎo)致氧化鋁溶出率下降，還會(huì)同時(shí)產(chǎn)生高溫的腐蝕性氣體為三氧化硫，則該副反應(yīng)的化學(xué)方程式為 SiO2+H2SO4(濃)H2SiO3+SO3↑；

（3）檢驗(yàn)濾液中是否含有Fe3＋，應(yīng)用KSCN溶液，實(shí)驗(yàn)方法為取少量除鐵后的濾液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，若溶液變?yōu)檠�紅色則含Fe3+，否則不含Fe3+；

（4）“分離1”操作包含的實(shí)驗(yàn)步驟有蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥；

（5）中和結(jié)晶操作是將過濾出硫酸鋁晶體后的濾液，先用硫酸調(diào)節(jié)酸鋁比（溶液中游離硫酸和硫酸鋁的物質(zhì)的量之比），再用氨水中和至一定的pH值即可析出銨明礬晶體，該過程中的總反應(yīng)方程式為Al2(SO4)3 +H2SO4 +2NH3·H2O +22H2O=2[NH4Al(SO4)2·12H2O]↓

或Al2(SO4)3 +H2SO4 +2NH3 +24H2O=2[NH4Al(SO4)2·12H2O]↓。