Question

       (2013·北京理綜，27)用含有Al₂O₃、SiO₂和少量FeO·xFe₂O₃的鋁灰制備Al₂(SO₄)₃·18H₂O，工藝流程如下(部分操作和條件略)：

Ⅰ.向鋁灰中加入過量稀H₂SO₄，過濾：

Ⅱ.向濾液中加入過量KMnO₄溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH約為3；

Ⅲ.加熱，產(chǎn)生大量棕色沉淀，靜置，上層溶液呈紫紅色；

Ⅳ.加入MnSO₄至紫紅色消失，過濾；

Ⅴ.濃縮、結(jié)晶、分離，得到產(chǎn)品。

(1)H₂SO₄溶解Al₂O₃的離子方程式是_________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)將MnO氧化Fe^2＋的離子方程式補充完整：

MnO＋Fe^2＋＋________===Mn^2＋＋Fe^3＋＋________。

(3)已知：

生成氫氧化物沉淀的pH

	Al(OH)3	Fe(OH)2	Fe(OH)3
開始沉淀時	3.4	6.3	1.5
完全沉淀時	4.7	8.3	2.8

注：金屬離子的起始濃度為0.1 mol·L^－1

根據(jù)表中數(shù)據(jù)解釋步驟Ⅱ的目的___________________________________________。

(4)已知：一定條件下，MnO可與Mn^2＋反應(yīng)生成MnO₂。

①向Ⅲ的沉淀中加入濃HCl并加熱，能說明沉淀中存在MnO₂的現(xiàn)象是       ________________________________________________________________________。

②Ⅳ中加入MnSO₄的目的是_____________________________________________。

Answer 1

答案　(1)Al₂O₃＋6H^＋===2Al^3＋＋3H₂O

(2)5　8　H^＋　5　4　H₂O

(3)pH約為3時，F(xiàn)e^2＋和Al^3＋不能形成沉淀，將Fe^2＋氧化為Fe^3＋，可使鐵完全沉淀

(4)①生成黃綠色氣體�、诔�去過量的MnO

解析　(1)H₂SO₄溶解Al₂O₃的離子方程式為Al₂O₃＋6H^＋===2Al^3＋＋3H₂O，在操作Ⅰ中，F(xiàn)eO·xFe₂O₃也同時被溶解，濾液中含有Al^3＋、Fe^2＋、Fe^3＋等。

(2)步驟Ⅰ所得溶液中會有過量H₂SO₄，故反應(yīng)在酸性條件下進行，由氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒可知MnO和Fe^2＋的化學(xué)計量數(shù)之比為1∶5，然后觀察配平。得MnO＋5Fe^2＋＋8H^＋===Mn^2＋＋5Fe^3＋＋4H₂O。

(3)步驟Ⅱ中，加入過量KMnO₄溶液目的是把Fe^2＋氧化成易除去的Fe^3＋。調(diào)節(jié)pH約為3，由表中數(shù)據(jù)分析，可知該條件使Fe^3＋完全沉淀而Al^3＋不被沉淀，從而達到分離Fe^3＋和Al^3＋的目的。

(4)①聯(lián)想Cl₂的實驗室制法，很容易分析實驗設(shè)計的意圖，即通過是否產(chǎn)生Cl₂來判斷沉淀中有無MnO₂。②操作Ⅳ中加入MnSO₄，紫紅色消失，說明過量的MnO因加入MnSO₄而被轉(zhuǎn)化成沉淀，然后過濾除去MnO，保證產(chǎn)品的純度。