Question

【題目】以冶鋁的廢棄物鋁灰為原料制取超細(xì)a－氧化鋁，既降低環(huán)境污染又可提高鋁資源的利用率。已知鋁灰的主要成分為Al2O3（含少量雜質(zhì)SiO2、FeO、Fe2O3），其制備實驗流程圖如下：

（1）鋁灰中氧化鋁與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。

（2）加30%的H2O2作用為將Fe2+氧化為Fe3+,其發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為__________。該反應(yīng)需控制溫度低于40℃，其目的是_____________。

（3）煅燒硫酸鋁銨晶體，發(fā)生的主要反應(yīng)為：4[NH4Al(SO4)2·12H2O]＝2Al2O3+2NH3↑+5SO3↑+3SO2↑+N2↑+53H2O，將產(chǎn)生的氣體通過如圖所示的裝置。

①足量飽和NaHSO3溶液吸收的物質(zhì)除大部分H2O外還有________（填化學(xué)式）。集氣瓶中收集到的氣體是_______。

②KMnO4溶液褪色（MnO4-還原為Mn2+），發(fā)生的離子方程式為_____________。

Answer 1

【答案】Al2O3+3H2SO4＝Al2(SO4)3+3H2O 2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O 防止H2O2分解 SO3、NH3 N2 2MnO4-+5SO2+2H2O＝2Mn2++5SO42-+4H+

【解析】

根據(jù)題意，鋁灰的主要成分為Al2O3（含少量雜質(zhì)SiO2、FeO、Fe2O3），鋁灰中加稀硫酸，Al2O3、FeO、Fe2O3轉(zhuǎn)化為離子，SiO2不溶于硫酸變?yōu)闉V渣，過濾，濾液中含有Al3+、Fe2+、Fe3+，加入雙氧水，Fe2+被氧化為Fe3+，加入K4[Fe（CN）6]后Fe3+轉(zhuǎn)化為沉淀，過濾，在濾液中加入硫酸銨，生成NH4Al（SO4）2，結(jié)晶、干燥、煅燒得到α-Al2O3，據(jù)此判斷。

（1）鋁灰中氧化鋁是兩性氧化物，與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al2O3+3H2SO4＝Al2(SO4)3+3H2O。

（2）加30%的H2O2作用為將Fe2+氧化為Fe3+,雙氧水被還原生成水，則根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒配平，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O。由于雙氧水受熱易分解，因此為防止H2O2分解，該反應(yīng)需控制溫度低于40℃。

（3）①飽和NaHSO3能與SO3、氨氣反應(yīng)，則足量飽和NaHSO3溶液吸收的物質(zhì)除大部分H2O（g）外，還有SO3、NH3。NH4Al（SO4）212H2O分解生成的氣體NH3和SO3被亞硫酸鈉吸收，二氧化硫被高錳酸鉀吸收,所以最后集氣瓶中收集到的氣體是不溶于水的N2。

②酸性條件下，KMnO4與二氧化硫反應(yīng)生成硫酸根離子和錳離子，錳元素化合價從+7價降低到+2價，得到5個電子，硫元素化合價從+4價升高到+6價失去2個電子，則根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒、原子守恒配平，其反應(yīng)的離子方程式為：2MnO4-+5SO2+2H2O＝2Mn2++5SO42-+4H+。