Question

用含有A1₂O₃、SiO₂和少量FeO·xFe₂O₃的鋁灰制備A1₂(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，調節溶液的pH約為3；
Ⅲ.加熱，產生大量棕色沉淀，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、結晶、分離，得到產品。
H₂SO₄溶解A1₂O₃的離子方程式是                                
將KMnO₄ 氧化Fe²⁺的離子方程式補充完整：
MnO₄^-+□Fe²⁺+□      =Mn²⁺+□Fe³⁺ +□      
上式中氧化劑是              ,氧化產物是              。
（3）已知：生成氫氧化物沉淀的pH ks5u

	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0.1mol·L^-1
根據表中數據解釋步驟Ⅱ的目的：                              。
己知:一定條件下，MnO₄ ^- 可與Mn²⁺反應生成MnO₂。
① 向 Ⅲ 的沉淀中加入濃HCI并加熱，能說明沉淀中存在MnO₂的現象是             。
②Ⅳ 中加入MnSO₄的目的是                      。

Answer 1

（1）Al₂O₃＋6H^＋=2Al^3＋＋3H₂O；
（2）5、8H⁺、5、4H₂O（3分）；   MnO₄^-       Fe³⁺  
（3）pH約為3時，Fe²⁺和Al^3＋不能形成沉淀，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，可使鐵離子完全沉淀(3分)；ks5u
（4）①生成有黃綠色氣體；②除去過量的MnO₄^-。

解析試題分析：（1）硫酸溶解氧化鋁生成硫酸鋁和水，反應的離子方程式為：Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；（2）高錳酸根離子在酸溶液中被還原為錳離子，亞鐵離子被氧化為鐵離子，反應的離子方程式為：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；（3）向濾液中加入過量KMnO₄溶液，目的是氧化亞鐵離子為三價鐵離子，依據圖表數據分析可知，鐵離子開始沉淀和沉淀完全的溶液PH為1.5--2.8，鋁離子和亞鐵離子開始沉淀的溶液PH大于3，所以調節溶液的pH約為3，可以使鐵離子全部沉淀，鋁離子不沉淀分離；（4）一定條件下，MnO₄^-可與Mn²⁺反應生成MnO₂①向Ⅲ的沉淀中加入濃HCl并加熱，二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下反應生成氯化錳、氯氣和水，生成的氯氣是黃綠色氣體，能說明沉淀中存在MnO₂的現象是生成黃綠色氣體；故答案為：生成黃綠色氣體；②MnO₄^-可與Mn²⁺反應生成MnO₂，過濾除去，所以可以利用MnSO₄的溶液和高錳酸鉀溶液反應生成二氧化錳，把過量高錳酸根離子除去；
考點：本題考查了鎂、鋁、鐵及其化合物性質的應用，主要是混合物分離的方法和實驗設計，加入氧化劑氧化亞鐵離子，調節溶液PH是沉淀分離是解題的關鍵。