Question

【題目】明礬[KAl(SO4)2·12H2O]在生產(chǎn)、生活中有廣泛用途：飲用水的凈化；造紙工業(yè)上作施膠劑；食品工業(yè)的發(fā)酵劑等。利用煉鋁廠的廢料——鋁灰(含Al、Al2O3及少量SiO2和FeO·xFe2O3)可制備明礬。工藝流程如下：回答下列問(wèn)題：

(1)明礬凈水的原理是____________(用離子方程式表示)。

(2)操作Ⅱ是蒸發(fā)濃縮、__________、過(guò)濾、__________、干燥，

(3)檢驗(yàn)濾液A中是否存在Fe2＋的試劑是________________(只用一種試劑)。

(4)將鋁灰投入氫氧化鈉溶液中生成氣體的化學(xué)方程式是_________，在濾液A中加入高錳酸鉀發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為(該條件下MnO4-轉(zhuǎn)化為Mn2＋)：________

(5)已知：在pH＝3、加熱條件下，MnO4-可與Mn2＋反應(yīng)生成MnO2。加入MnSO4發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：_________________，濾渣2含有的物質(zhì)是_______________。

Answer 1

【答案】Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋ 冷卻結(jié)晶 洗滌 酸性高錳酸鉀溶液(或鐵氰化鉀溶液) 2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑ 5Fe2＋＋MnO4-＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O 3Mn2＋＋2MnO4-＋2H2O=5MnO2↓＋4H＋ MnO2、Fe(OH)3

【解析】

(1)明礬凈水的原理主要是鋁離子水解生成氫氧化鋁膠體。

(2)操作Ⅱ從溶液到晶體的過(guò)程是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥。

(3)檢驗(yàn)濾液A中是否存在Fe2＋的試劑是用酸性高錳酸鉀，溶液褪色。

(4)將鋁灰投入氫氧化鈉溶液中生成氣體，主要是鋁和氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，其化學(xué)方程式是2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，在濾液A中加入高錳酸鉀發(fā)生反應(yīng)生成錳離子和鐵離子，其離子方程式為：5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。

(5)加入MnSO4發(fā)生反應(yīng)主要是錳離子和高錳酸根離子反應(yīng)生成二氧化錳，再根據(jù)氧化還原反應(yīng)得到其離子方程式為3Mn2＋＋2MnO4－＋2H2O=5MnO2↓＋4H＋，濾渣2含有的物質(zhì)是亞鐵離子被氧化成鐵離子而變?yōu)闅溲趸�鐵，還有反應(yīng)生成的二氧化錳。

(1)明礬凈水的原理主要是鋁離子水解生成氫氧化鋁膠體，Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋，故答案為：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋。

(2)操作Ⅱ從溶液到晶體的過(guò)程是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥，故答案為：冷卻結(jié)晶；洗滌。

(3)檢驗(yàn)濾液A中是否存在Fe2＋的試劑是用酸性高錳酸鉀，溶液褪色，故答案為：酸性高錳酸鉀溶液(或鐵氰化鉀溶液)。

(4)將鋁灰投入氫氧化鈉溶液中生成氣體，主要是鋁和氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，其化學(xué)方程式是2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，在濾液A中加入高錳酸鉀發(fā)生反應(yīng)生成錳離子和鐵離子，其離子方程式為：5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，故答案為：2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑；5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。

(5)加入MnSO4發(fā)生反應(yīng)主要是錳離子和高錳酸根離子反應(yīng)生成二氧化錳，再根據(jù)氧化還原反應(yīng)得到其離子方程式為3Mn2＋＋2MnO4－＋2H2O=5MnO2↓＋4H＋，濾渣2含有的物質(zhì)是亞鐵離子被氧化成鐵離子而變?yōu)闅溲趸�鐵，還有反應(yīng)生成的二氧化錳，故答案為：MnO2、Fe(OH)3。