Question

【題目】明礬[KAl(SO4) 2 ·12H2O]易溶于水，不易溶于乙醇，在生產、生活中有廣泛用途。利用煉鋁廠的廢料——鋁灰（含Al、Al2O3及少量的SiO2、FeO·xFe2O3）制備明礬的工藝流程如下：

回答下列問題：

（1）酸浸時為提高鋁的浸取率，可采取的措施是_________（填標號）。

a．改用同濃度的硝酸 b．用硫酸多次浸取

c．浸取時間縮短一半 d．適當升高溫度

（2）濾渣1的成分是__________；濾渣2經過處理可以制得一種高效的無機高分子混凝劑，其化學式為[Fe2(OH)n(SO4)(3-0.5n)]m，則該物質中鐵元素的化合價為___________。

（3）檢驗濾液A中含有Fe2+的實驗方案及現象是________________________________________。

（4）已知常溫下Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38，當調節溶液的pH=3時，溶液中c(Fe3+)=____________。

（5）操作Ⅱ中包括蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥等操作，使用酒精洗滌明礬晶體的目的是___________________________________________________________________；明礬凈水的原理是_______________________________________（寫離子方程式）。

（6）已知在pH=3和加熱條件下，MnO4-可與Mn2+反應生成MnO2，則上述流程圖中加入適量MnSO4發生反應的離子方程式為_________________________。

Answer 1

【答案】 bd SiO2 +3 取少量濾液A于試管中，滴入幾滴酸性高錳酸鉀溶液，高錳酸鉀溶液褪色，說明濾液A中含有Fe2+（或取少量濾液A于試管中，滴入幾滴鐵氰化鉀溶液，產生藍色沉淀，說明濾液A中含有Fe2+） 4.0×10-5 mol·L-1 利用乙醇的易揮發性帶走水分，使產物快速變干 Al3++3H2OAl(OH)3（膠體）+3H+ 3Mn2++2MnO+2H2O=5MnO2↓+4H+

【解析】鋁灰（含Al、Al2O3及少量的SiO2、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，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，調節溶液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，加入硫酸鉀蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥得到硫酸鋁鉀晶體；則

（1）a．改用同濃度的硝酸會引入雜質離子硝酸根，a錯誤；b．用硫酸多次浸取可提高鋁的浸取率，b正確；c．浸取時間縮短一半不能提高鋁的浸取率，c錯誤；d．適當升高溫度可提高鋁的浸取率，d正確；答案選bd；（2）根據以上分析可知濾渣1的成分是SiO2；根據化合物中正負價代數和為0可知該物質中鐵元素的化合價為價。（3）檢驗亞鐵離子用高錳酸鉀溶液或鐵氰化鉀溶液，實驗操作為：取少量濾液A于試管中，滴入幾滴酸性高錳酸鉀溶液，高錳酸鉀溶液褪色，說明濾液A中含有Fe2+（或取少量濾液A于試管中，滴入幾滴鐵氰化鉀溶液，產生藍色沉淀，說明濾液A中含有Fe2+）。（4）溶液的pH=3時氫氧根的濃度是1×10－11mol/L，則根據氫氧化鐵的溶度積常數可知溶液中c(Fe3+)＝＝4.0×10－5mol/L。（5）由于乙醇是有機溶劑與水互溶，且易揮發，所以使用酒精洗滌明礬晶體的目的是利用乙醇的易揮發性帶走水分，使產物快速變干；明礬溶于水鋁離子水解生成氫氧化鋁具有吸附懸浮雜質的作用而凈水，反應的離子方程式為：Al3++3H2OAl(OH)3（膠體）+3H+。（6）在pH=3、加熱條件下，MnO4－可與Mn2+反應生成MnO2。因此加入MnSO4發生反應的離子方程式為：3Mn2++2MnO4－+2H2O＝5MnO2↓+4H+。