Question

【題目】利用明礬石（主要成分：K2SO4Al2（SO4）32Al2O36H2O，少量雜質Fe2O3）制備氫氧化鋁的流程如圖所示：

（1）焙燒爐中反應為：2Al2（SO4）3+3S═2Al2O3+9SO2； 該反應的氧化劑及被氧化的元素分別是：；若生成1mol Al2O3 ， 則轉移電子數是個；
（2）熟料溶解時的離子方程式： ．
（3）檢驗廢渣中含有Fe2O3所需的試劑： ． 所觀察到的現象為
（4）母液中溶質的主要成分的化學式為：；溶液調節pH后經過濾、洗滌可得Al（OH）3沉淀，證明沉淀洗滌干凈的實驗操作和現象是： ．

Answer 1

【答案】
（1）Al2（SO4）3；3.612×1024
（2）Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O
（3）HCl、KSCN；溶液顯血紅色
（4）K2SO4、Na2SO4；取最后一次的洗滌液于試管中，加入BaCl2溶液，無白色沉淀產生，證明洗滌干凈
【解析】解：由制備流程可知，明礬石脫水后，在焙燒爐中發生反應的化學方程式為2Al2（SO4）3+3S 2Al2O3+9SO2 ， 得到的爐氣主要為SO2 ， 熟料中含K2SO4、Al2O3及少量的Fe2O3 ， 然后加NaOH、H2O溶解時，發生Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O，廢渣中含Fe2O3 ， 溶液中含K2SO4、NaAlO2、Na2SO4 ， 最后加硫酸條件pH，AlO2﹣轉化為Al（OH）3 ， 母液中離子主要有K+、Na+、SO42﹣ ， 含有溶質為K2SO4、Na2SO4 ， （1）反應中Al2（SO4）3→SO2 ， 硫元素化合價由+6價降低為+4價，故Al2（SO4）3是氧化劑，反應中硫單質中硫元素化合價由0價升高為SO2中+4價，硫單質為還原劑，生成1molAl2O3需要硫的物質的量為1mol× =1.5mol，轉移電子的物質的量為1.5mol×4=6mol，轉移電子數目為6mol×6.02×1023mol﹣1=3.612×1024 ， 所以答案是：Al2（SO4）3；3.612×1024；（2）由工藝流程可知，熟料溶解為氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉，離子方程式為Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O，所以答案是：Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O；（3）因含鐵離子的溶液加KSCN溶液變為血紅色可檢驗鐵離子，選擇HCl溶解固體，KSCN檢驗鐵離子，則檢驗廢渣中含有Fe2O3所需的試劑為HCl、KSCN，所以答案是：HCl、KSCN；溶液顯血紅色；（4）由上述分析可知，加硫酸調pH值時，AlO2﹣轉化為Al（OH）3 ， 母液中離子主要有K+、Na+、SO42﹣ ， 含有溶質為K2SO4、Na2SO4；沉淀洗滌干凈則表面不含硫酸根離子，沉淀洗滌干凈的實驗操作和現象是取最后一次的洗滌液于試管中，加入BaCl2溶液，無白色沉淀產生，證明洗滌干凈，所以答案是：K2SO4、Na2SO4；取最后一次的洗滌液于試管中，加入BaCl2溶液，無白色沉淀產生，證明洗滌干凈．