Question

【題目】銨明礬是一種廣泛應用與醫藥、食品、污水處理等多個行業的重要化工產品。以高嶺土（含SiO2、Al2O3、少量Fe2O3等）為原料制備硫酸鋁晶體Al2(SO4)318H2O]和銨明礬NH4Al(SO4)212H2O]的工藝流程如下圖所示。

請回答下列問題：

（1）高嶺土首先需要灼燒，實驗室灼燒高嶺土所需的實驗儀器有_________________（填字母）。

a.蒸發皿 b.泥三角 c.漏斗 d.酒精燈 e.三腳架 f.坩堝 g.燒杯 h.試管

（2）研究發現，隨著酸熔溫度升高，氧化鋁的溶出率增大，但若酸熔時溫度過高（超過240℃），SiO2不僅會消耗硫酸，導致氧化鋁溶出率下降，還會同時產生高溫的腐蝕性氣體，該副反應的化學方程式為_____。

（3）要檢驗除鐵后的濾液中是否含有Fe3＋，應采取的實驗方法為________；濾渣2的主要成分為______（填化學式）。

（4）中和結晶操作是將過濾出硫酸鋁晶體后的濾液，先用硫酸調節酸鋁比（溶液中游離硫酸和硫酸鋁的物質的量之比），再用氨水中和至一定的pH值即可析出銨明礬晶體，寫出該過程中的總反應方程式_______。

Answer 1

【答案】 b d e f SiO2+H2SO4（濃） H2SiO3+SO3↑ 取少量除鐵后的濾液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，若溶液變為血紅色則含Fe3+，否則不含Fe3+。 Fe(OH)3 Al2(SO4)3+H2SO4 +2NH3H2O +22H2O=2[NH4Al(SO4)212H2O]↓或Al2(SO4)3 +H2SO4 +2NH3 +24H2O=2[NH4Al(SO4)212H2O]↓

【解析】高嶺土用濃硫酸溶解，Al2O3、Fe2O3反應得到Al2(SO4)3 、Fe2(SO4)3 ，SiO2不與硫酸反應，過濾得到濾渣1為SiO2，濾液中含有Al2(SO4)3 、Fe2(SO4)3 及剩余的硫酸，研究發現，隨著酸熔溫度升高，氧化鋁的溶出率增大，但若酸熔時溫度過高（超過240℃），SiO2不僅會消耗硫酸，導致氧化鋁溶出率下降，還會同時產生高溫的腐蝕性氣體為三氧化硫，該副反應的化學方程式為SiO2+H2SO4（濃）H2SiO3+SO3↑；向濾液中加入物質除去Fe元素，然后過濾，則濾渣2為氫氧化鐵，將濾液蒸發濃縮、冷卻結晶和過濾得到硫酸鋁晶體，用硫酸調節酸鋁比（溶液中游離硫酸和硫酸鋁的物質的量之比），再用氨水中和至一定的pH值即可析出銨明礬晶體，反應方程式為Al2(SO4)3+H2SO4 +2NH3H2O +22H2O=2[NH4Al(SO4)212H2O]↓或Al2(SO4)3 +H2SO4 +2NH3 +24H2O=2[NH4Al(SO4)212H2O]↓

（1）高嶺土首先需要灼燒，實驗室灼燒高嶺土所需的實驗儀器有盛放藥品的儀器坩堝、泥三角、用于加熱的儀器酒精燈、盛放泥三角的儀器三腳架，故選bdef；（2）副反應的化學方程式為SiO2+H2SO4（濃） H2SiO3+SO3↑；（3）要檢驗除鐵后的濾液中是否含有Fe3＋，應采取的實驗方法為 取少量除鐵后的濾液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，若溶液變為血紅色則含Fe3+，否則不含Fe3+。；濾渣2的主要成分為Fe(OH)3（填化學式）。（4）總反應方程式Al2(SO4)3+H2SO4 +2NH3H2O +22H2O=2[NH4Al(SO4)212H2O]↓或Al2(SO4)3 +H2SO4 +2NH3 +24H2O=2[NH4Al(SO4)212H2O]↓。