Question

6．利用明礬石（主要成分：K₂SO₄•Al₂（SO₄）₃•2Al₂O₃•6H₂O，少量雜質(zhì)Fe₂O₃）制備氫氧化鋁的流程如圖所示：

 （1）焙燒爐中反應(yīng)為：2Al₂（SO₄）₃+3S═2Al₂O₃+9SO₂； 該反應(yīng)的氧化劑及被氧化的元素分別是：Al₂（SO₄）₃；若生成1mol Al₂O₃，則轉(zhuǎn)移電子數(shù)是3.612×10²⁴個；
（2）熟料溶解時的離子方程式：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O．
（3）檢驗廢渣中含有Fe₂O₃所需的試劑：HCl、KSCN．所觀察到的現(xiàn)象為溶液顯血紅色
（4）母液中溶質(zhì)的主要成分的化學(xué)式為：K₂SO₄、Na₂SO₄；溶液調(diào)節(jié)pH后經(jīng)過濾、洗滌可得Al（OH）₃沉淀，證明沉淀洗滌干凈的實驗操作和現(xiàn)象是：取最后一次的洗滌液于試管中，加入BaCl₂溶液，無白色沉淀產(chǎn)生，證明洗滌干凈．

Answer 1

分析 由制備流程可知，明礬石脫水后，在焙燒爐中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al₂（SO₄）₃+3S$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Al₂O₃+9SO₂，得到的爐氣主要為SO₂，熟料中含K₂SO₄、Al₂O₃及少量的Fe₂O₃，然后加NaOH、H₂O溶解時，發(fā)生Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，廢渣中含F(xiàn)e₂O₃，溶液中含K₂SO₄、NaAlO₂、Na₂SO₄，最后加硫酸條件pH，AlO₂^-轉(zhuǎn)化為Al（OH）₃，母液中離子主要有K⁺、Na⁺、SO₄^2-，含有溶質(zhì)為K₂SO₄、Na₂SO₄，以此來解答．

解答 解：由制備流程可知，明礬石脫水后，在焙燒爐中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al₂（SO₄）₃+3S$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Al₂O₃+9SO₂，得到的爐氣主要為SO₂，熟料中含K₂SO₄、Al₂O₃及少量的Fe₂O₃，然后加NaOH、H₂O溶解時，發(fā)生Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，廢渣中含F(xiàn)e₂O₃，溶液中含K₂SO₄、NaAlO₂、Na₂SO₄，最后加硫酸條件pH，AlO₂^-轉(zhuǎn)化為Al（OH）₃，母液中離子主要有K⁺、Na⁺、SO₄^2-，含有溶質(zhì)為K₂SO₄、Na₂SO₄，
（1）反應(yīng)中Al₂（SO₄）₃→SO₂，硫元素化合價由+6價降低為+4價，故Al₂（SO₄）₃是氧化劑，反應(yīng)中硫單質(zhì)中硫元素化合價由0價升高為SO₂中+4價，硫單質(zhì)為還原劑，生成1molAl₂O₃需要硫的物質(zhì)的量為1mol×$\frac{3}{2}$=1.5mol，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1.5mol×4=6mol，轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為6mol×6.02×10²³mol^-1=3.612×10²⁴，
故答案為：Al₂（SO₄）₃；3.612×10²⁴；
（2）由工藝流程可知，熟料溶解為氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，離子方程式為Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，
故答案為：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；
（3）因含鐵離子的溶液加KSCN溶液變?yōu)檠�紅色可檢驗鐵離子，選擇HCl溶解固體，KSCN檢驗鐵離子，則檢驗廢渣中含有Fe₂O₃所需的試劑為HCl、KSCN，
故答案為：HCl、KSCN；溶液顯血紅色；
（4）由上述分析可知，加硫酸調(diào)pH值時，AlO₂^-轉(zhuǎn)化為Al（OH）₃，母液中離子主要有K⁺、Na⁺、SO₄^2-，含有溶質(zhì)為K₂SO₄、Na₂SO₄；沉淀洗滌干凈則表面不含硫酸根離子，沉淀洗滌干凈的實驗操作和現(xiàn)象是取最后一次的洗滌液于試管中，加入BaCl₂溶液，無白色沉淀產(chǎn)生，證明洗滌干凈，
故答案為：K₂SO₄、Na₂SO₄；取最后一次的洗滌液于試管中，加入BaCl₂溶液，無白色沉淀產(chǎn)生，證明洗滌干凈．

點評 本題考查制備實驗方案的設(shè)計，為高頻考點，把握制備流程中的反應(yīng)、混合物分離提純方法為解答的關(guān)鍵，注意離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)及離子檢驗的綜合應(yīng)用，側(cè)重分析、實驗?zāi)芰Φ目疾�，題目難度中等．