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：

回答下列問題：

(1)明礬凈水的原理是_______________(用離子方程式表示)

(2)操作I是__________，操作II是蒸發(fā)濃縮、____________、過濾、洗滌、干燥。

(3)將鋁灰投入NaOH溶液中生成氣體的化學(xué)方程式是_____________。在濾液A中加入KMnO4發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______________。

(4)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+ 過濾 冷卻結(jié)晶 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ 5Fe2++MnO4－+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O 3Mn2++2MnO4－+2H2O=5MnO2↓+4H+ MnO2、Fe(OH)3

【解析】

鋁灰(含Al、Al2O3及少量SiO2和FeOxFe2O3)，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(zhì)，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(diào)節(jié)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(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，洗滌得到硫酸鋁鉀晶體；

(1)明礬凈水的原理是鋁離子水解生成的氫氧化鋁具有吸附懸浮雜質(zhì)的作用；

(2)固體和液體分離需要用過濾操作，溶液中得到晶體的方法是蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌，干燥得到明礬晶體；

(3)將鋁灰投入氫氧化鈉溶液中生成氣體的反應(yīng)是鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，酸性溶液中高錳酸鉀溶液能氧化亞鐵離子為鐵離子，本身被還原為錳離子；
(4)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)結(jié)合原子守恒和電荷守恒配平書寫離子方程式；過濾得到反應(yīng)中生成的難溶的二氧化錳和沉淀得到的氫氧化鐵沉淀。

鋁灰(含Al、Al2O3及少量SiO2和FeOxFe2O3)，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(zhì)，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(diào)節(jié)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(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌得到硫酸鋁鉀晶體；

(1)明礬凈水的原理是鋁離子水解生成氫氧化鋁具有吸附懸浮雜質(zhì)的作用，反應(yīng)的離子方程式為：Al3++3H2OAl(OH)3(膠體) +3H+；

(2)固體和液體分離需要用過濾操作，操作Ⅰ是過濾，操作Ⅱ是溶液中得到晶體的方法，利用蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌，干燥得到明礬晶體；

(3)將鋁灰投入氫氧化鈉溶液中生成氣體的反應(yīng)是鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑，酸性溶液中高錳酸鉀溶液能氧化亞鐵離子為鐵離子，本身被還原為錳離子，反應(yīng)的離子方程式為：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O；

(4)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)，反應(yīng)的離子方程式為：3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2+4H+；過濾得到反應(yīng)中生成的難溶的二氧化錳和沉淀得到的氫氧化鐵沉淀。