Question

【題目】明礬[KAl(SO4)2·12H2O] 在生產(chǎn)、生活中有廣泛用途：飲用水的凈化；造紙工業(yè)上作施膠劑；食品工業(yè)的發(fā)酵劑等。利用煉鋁廠的廢料——鋁灰(含Al、 Al2O3及少量SiO2和FeO ·xFe2O3)可制備明礬。工藝流程如下：回答下列問題：

(1)明礬凈水的原理是______________________________(用離子方程式表示)。

(2)檢驗(yàn)濾液A中是否存在Fe2＋的試劑是________________(只用一種試劑)。

(3)將鋁灰投入氫氧化鈉溶液中生成氣體的化學(xué)方程式是_______________________，在濾液A中加入高錳酸鉀發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為(該條件下MnO4- 轉(zhuǎn)化為Mn2＋)：

________________________________________。

(4)已知：在pH＝3、加熱條件下，MnO4- 可與Mn2＋反應(yīng)生成MnO2。

加入MnSO4發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：________________________。濾渣2含有的物質(zhì)是_______________。

Answer 1

【答案】Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋ 酸性高錳酸鉀溶液(或鐵氰化鉀溶液) 2Al＋2NaOH＋2H2O=== 2NaAlO2＋3H2↑ 5Fe2＋＋MnO4-＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O 3Mn2＋＋2MnO4-＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋ MnO2、Fe(OH)3

【解析】

鋁灰（含Al、 Al2O3及少量SiO2和FeO ·xFe2O3），加入過量稀硫酸酸溶過濾，濾液為硫酸鋁、硫酸亞鐵、硫酸鐵，濾渣Ⅰ為二氧化硅和不溶性雜質(zhì)，濾液A中加入稍過量高錳酸鉀溶液氧化亞鐵離子為鐵離子，調(diào)節(jié)溶液pH使鐵離子全部沉淀，鋁離子不沉淀，加入適量硫酸錳除去過量的高錳酸鉀過濾得到二氧化錳固體和氫氧化鐵沉淀，濾液主要是硫酸鋁溶液，加入硫酸鉀蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶過濾洗滌得到硫酸鋁鉀晶體；

（1）明礬凈水石鋁離子水解生成氫氧化鋁具有吸附懸浮雜質(zhì)的作用；

（2）檢驗(yàn)亞鐵離子用高錳酸鉀溶液或鐵氰化鉀溶液；

（3）鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣；酸性溶液中高錳酸鉀溶液能氧化亞鐵離子為鐵離子，本身被還原為錳離子；

（4）在pH=3、加熱條件下，MnO4-可與Mn2+反應(yīng)生成MnO2。加入MnSO4發(fā)生反應(yīng)結(jié)合原則守恒和電荷守恒配平書寫離子方程式；過濾得到反應(yīng)中生成難溶的二氧化錳和沉淀得到的氫氧化鐵沉淀。

鋁灰（含Al、 Al2O3及少量SiO2和FeO ·xFe2O3），加入過量稀硫酸酸溶過濾，濾液為硫酸鋁、硫酸亞鐵、硫酸鐵，濾渣Ⅰ為二氧化硅和不溶性雜質(zhì)，濾液A中加入稍過量高錳酸鉀溶液氧化亞鐵離子為鐵離子，調(diào)節(jié)溶液pH使鐵離子全部沉淀，鋁離子不沉淀，加入適量硫酸錳除去過量的高錳酸鉀過濾得到二氧化錳固體和氫氧化鐵沉淀，濾液主要是硫酸鋁溶液，加入硫酸鉀蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶過濾洗滌得到硫酸鋁鉀晶體；（1）明礬凈水石鋁離子水解生成氫氧化鋁具有吸附懸浮雜質(zhì)的作用，反應(yīng)的離子方程式為：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋；

（2）檢驗(yàn)亞鐵離子用高錳酸鉀溶液或 鐵氰化鉀溶液，滴入高錳酸鉀溶液紫紅色褪去，或加入鐵氰化鉀溶液會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)色溶液；

（3）鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al＋2NaOH＋2H2O= 2NaAlO2＋3H2↑；酸性溶液中高錳酸鉀溶液能氧化亞鐵離子為鐵離子，本身被還原為錳離子，反應(yīng)的離子方程式為：5Fe2＋＋MnO4-＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O；

（4）在pH=3、加熱條件下，MnO4-可與Mn2+反應(yīng)生成MnO2。加入MnSO4發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：3Mn2＋＋2MnO4-＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋；過濾得到反應(yīng)中生成難溶的二氧化錳和沉淀得到的氫氧化鐵沉淀；故答案為：MnO2、Fe(OH)3。