Question

明礬石的主要成分是K₂SO₄?Al₂（SO₄）₃?2Al₂O₃?6H₂O，此外還含有少量Fe₂O₃雜質(zhì)．利用明礬石制備氫氧化鋁的流程如下：

（1）“焙燒”過程中反應的化學方程式為：2Al₂（SO₄）₃+3S═2Al₂O₃+

 

．該反應的氧化劑是

 

．若生成1mol Al₂O₃，則轉(zhuǎn)移電子數(shù)

 

 mol．
（2）熟料“溶解”時反應的離子方程式為

 

．
（3）檢查廢渣中含有Fe₂O₃所需的試劑是

 

．
（4）“調(diào)節(jié)pH”后過濾、洗滌Al（OH）₃沉淀，證明已洗滌干凈的實驗操作和現(xiàn)象是

 

．
（5）“母液”中可回收的物質(zhì)是

 

、

 

．
（6）流程中用硫酸調(diào)節(jié)pH時需精確控制，為什么？

 

．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設計,物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗評價題,元素及其化合物

分析：根據(jù)元素守恒和得失電子守恒，可知焙燒爐中發(fā)生反應的化學方程式為2Al₂（SO₄）₃+3S

高溫  .

2Al₂O₃+9SO₂，故生成爐氣中含二氧化硫，熟料中含氧化鋁、氧化鐵、硫酸鉀等，加入氫氧化鈉和水，氧化鋁和氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉，氧化鐵不反應，過濾，濾渣中含氧化鐵，濾液中含偏鋁酸鈉和硫酸鉀、氫氧化鈉等；用硫酸調(diào)節(jié)pH，得到氫氧化鋁沉淀和硫酸鈉、硫酸鉀，過濾得母液中含硫酸鉀、硫酸鈉溶質(zhì)．
（1）所含元素化合價降低的反應物是氧化劑；根據(jù)得失電子守恒計算；
（2）氫氧化鈉與氧化鋁反應生成偏鋁酸鈉和水；
（3）由工藝流程可知，廢渣的主要成分為Fe₂O₃，廢渣中加入鹽酸溶解，滴再加KSCN溶液，若溶液被紅色，說明廢渣中含有Fe₂O₃；
（4）Al（OH）₃沉淀具有吸附性，可吸附硫酸根離子，通過檢驗硫酸根離子的方法進行實驗；
（5）“母液”中含有硫酸鹽；
（6）氫氧化鋁具有兩性，能與硫酸反應，不嚴格控制pH值，會導致氫氧化鋁溶解．

解答： 解：根據(jù)元素守恒和得失電子守恒，可知焙燒爐中發(fā)生反應的化學方程式為2Al₂（SO₄）₃+3S

高溫  .

2Al₂O₃+9SO₂，故生成爐氣中含二氧化硫，熟料中含氧化鋁、氧化鐵、硫酸鉀等，加入氫氧化鈉和水，氧化鋁和氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉，氧化鐵不反應，過濾，濾渣中含氧化鐵，濾液中含偏鋁酸鈉和硫酸鉀、氫氧化鈉等；用硫酸調(diào)節(jié)pH，得到氫氧化鋁沉淀和硫酸鈉、硫酸鉀，過濾得母液中含硫酸鉀、硫酸鈉溶質(zhì)，
（1）反應中硫元素化合價由Al₂（SO₄）₃中S元素的+6價降低，單質(zhì)硫中S的化合價升高，令產(chǎn)物中S的化合價為+x價，根據(jù)得失電子守恒可知6（6-x）=3（x-0），則x=4，所以生成產(chǎn)物為SO₂，則反應的化學方程式為2Al₂（SO₄）₃+3S

高溫  .

2Al₂O₃+9SO₂，Al₂（SO₄）₃化合價降低得電子為氧化劑，反應中失電子被氧化的S為3mol，故反應中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為：3×4=12mol，生成1mol Al₂O₃，則轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6mol，
故答案為：9SO₂；Al₂（SO₄）₃；6；
（2）氫氧化鈉與氧化鋁反應生成偏鋁酸鈉和水，反應的離子方程式為Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，
故答案為：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；
（3）由工藝流程可知，廢渣的主要成分為Fe₂O₃，取少量廢渣，加入適量鹽酸溶解，再滴加KSCN溶液，若溶液被紅色，說明廢渣中含有Fe₂O₃，故答案為：鹽酸、KSCN溶液；
（4）Al（OH）₃沉淀具有吸附性，可吸附硫酸根離子，通過檢驗硫酸根離子的方法進行實驗，方法為取最后一次洗滌的流出液于試管中，滴加BaCl₂溶液，若無白色沉淀生成則已洗滌干凈，
故答案為：取最后一次洗滌的流出液于試管中，滴加BaCl₂溶液，若無白色沉淀生成則已洗滌干凈；
（5）根據(jù)流程分析可知“母液”中含有硫酸鹽中含有K₂SO₄、Na₂SO₄，都可回收利用，
故答案為：K₂SO₄；Na₂SO₄；
（6）氫氧化鋁具有兩性，能與硫酸反應，不嚴格控制pH值，會導致氫氧化鋁溶解，從而得不到氫氧化鋁沉淀，故答案為：氫氧化鋁具有兩性，能與硫酸反應，不嚴格控制pH值，會導致氫氧化鋁溶解，從而得不到氫氧化鋁沉淀．

點評：本題考查物質(zhì)的制備、分離等知識，側(cè)重于學生的分析能力和實驗能力的考查，為高考常見題型，題目難度中等，注意把握物質(zhì)的相關(guān)性質(zhì)．