Question

【題目】明礬石的主要成分是K2SO4Al2（SO4）32Al2O36H2O，含有少量氧化鐵．利用明礬石制備K2SO4的工藝流程如圖所示：
據此流程圖回答下列問題：
（1）①焙燒爐中Al2（SO4）3與S反應的產物是兩種氧化物，該反應的化學方程式為；寫出爐氣的一種用途：；
（2）②中Al2O3參與反應的離子方程式為 ．
（3）③中調節pH不能用CO2的理由是
（4）工業冶煉金屬鋁需要定期更換補充陽極碳塊的原因是
（5）純凈氫氧化鋁經歷兩次（填反應類型）可制得鋁．以Al和NiO（OH）為電極，NaOH溶液為電解液組成一種新型電池，放電時NiO（OH）轉化為Ni（OH）2 ， 該電池負極的電極反應式是 ．
（6）現有明礬石1625t，按上述流程制得780tAl（OH）3 ， 忽略鋁元素的損失，請計算明礬石中鉀元素的質量分數為%．

Answer 1

【答案】
（1）2Al2（SO4）3+3S 2Al2O3+9SO2；用于工業制硫酸
（2）Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O
（3）偏鋁酸鉀與二氧化碳反應會生成碳酸鉀，使制備的K2SO4中有雜質
（4）陽極會產生氧氣，陽極的碳塊在高溫時會與氧氣反應
（5）分解反應；Al﹣3e﹣+4OH﹣=AlO2﹣+2H2O
（6）80
【解析】解：根據題中工業流程可知，明礬石與硫在加熱的條件下生成二氧化硫和氧化鋁，所以爐氣中主要有二氧化硫，熟料中主要是氧化鋁，氧化鋁溶解在氫氧化鉀溶液中，得到偏鋁酸鉀溶液，用稀硫酸調節PH值，可得氫氧化鋁沉淀和硫酸鉀溶液，從硫酸鉀溶液中可得硫酸鉀晶體，（1）①焙燒爐中Al2（SO4）3與S反應的產物是兩種氧化物，反應的化學方程式為2Al2（SO4）3+3S 2Al2O3+9SO2 ， 爐氣的主要成份是二氧化硫，其一種用途為用于工業制硫酸，所以答案是：2Al2（SO4）3+3S 2Al2O3+9SO2；用于工業制硫酸；（2）反應②為Al2O3與氫氧化鉀的反應，反應的離子方程式為Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O， 所以答案是：Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O；（3）③中調節pH不能用CO2 ， 因為偏鋁酸鉀與二氧化碳反應會生成碳酸鉀，使制備的K2SO4中有雜質，所以答案是：偏鋁酸鉀與二氧化碳反應會生成碳酸鉀，使制備的K2SO4中有雜質； （4）工業冶煉金屬鋁是用電解熔融的氧化鋁的方法，陽極會產生氧氣，陽極的碳塊在高溫時會與氧氣反應，所以要定期更換補充陽極碳塊，所以答案是：陽極會產生氧氣，陽極的碳塊在高溫時會與氧氣反應；（5）純凈氫氧化鋁經過受熱分解，再電解可制得鋁，涉及的反應類型都是分解反應，以Al和NiO（OH）為電極，NaOH溶液為電解液組成一種新型電池，放電時NiO（OH）轉化為Ni（OH）2 ， 充當電池的正極，鋁發生氧化反應充當電池的負極，所以電池負極的電極反應式是Al﹣3e﹣+4OH﹣=AlO2﹣+2H2O，所以答案是：分解反應；Al﹣3e﹣+4OH﹣=AlO2﹣+2H2O； （6）現有明礬石1625t，按上述流程制得780tAl（OH）3 ， 根據明礬石的化學式K2SO4Al2（SO4）32Al2O36H2O可知，明礬石中鋁元素與鉀元素的物質的量之比為3：1，780tAl（OH）3中鋁元素的物質的量為 ×106mol=1×107mol，所以鉀元素的物質的量為 ×107mol，根據元素守恒可知，明礬石中鉀元素的質量分數為 =0.08=80%，所以答案是：80．