Question

（14分）明礬石的主要成分是K2SO4·Al2(SO4)3·2Al2O3·6H2O，還含有雜質(zhì)Fe2O3。利用明礬石來制取純凈的Al2O3、K2FeO4和H2SO4的工藝流程如圖所示。

 

請(qǐng)回答下列問題：

（1）焙燒爐中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al 2(SO4)2Al2O3+6SO2↑+3O2↑，若生成102gAl2O3，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為 .

（2）生成沉淀I的離子方程式為 ，沉淀II的化學(xué)式為 。

（3）溶液經(jīng)加硫酸調(diào)節(jié)pH后，過濾，洗滌，可得沉淀I，證明沉淀I已洗滌干凈的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是 。

（4）寫出Cl2將沉淀Ⅱ氧化為K2FeO4的化學(xué)方程式： 。

（5）從濾液中得到K2SO4晶體的方法是 。

（6） K2FeO4也可以鐵為電極，通過電解濃的KOH溶液來制取，寫出電解法制取K2FeO4的

陽極反應(yīng)式： .

 

Answer 1

（每空2分，共14分）

（1）3.612×1024或6NA

（2）AlO2－＋H++H2O=Al(OH)3↓ Fe(OH)3

（3）取最后一次洗滌液少許于試管中,滴加BaCl2溶液，若無色白色沉淀生成，則已洗干凈。

（4）2Fe(OH)3+3Cl2+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O

（5）蒸發(fā)結(jié)晶

（6）Fe+8OH－－6e-＝FeO42-+4H2O

【解析】

試題分析：（1）102gAl2O3的物質(zhì)的量是1mol，即生成1molAl2O3時(shí)也生成3mol的二氧化硫，硫酸根離子中S元素的化合價(jià)為+6價(jià)，二氧化硫中的S元素的化合價(jià)為+4價(jià)，所以生成3mol的二氧化硫轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是6mol，即3.612×1024或6NA；

（2）沉淀I是氫氧化鋁沉淀，明礬石經(jīng)過脫水、焙燒、與氫氧化鉀溶液反應(yīng)后得到的溶液中含有偏鋁酸根離子，加入硫酸生成氫氧化鋁沉淀，離子方程式為AlO2－＋H++H2O=Al(OH)3↓ 沉淀II與氯氣、氫氧化鉀溶液反應(yīng)生成高鐵酸鉀，所以沉淀II的化學(xué)式為 Fe(OH)3；

（3）氫氧化鋁是偏鋁酸鉀溶液與硫酸溶液反應(yīng)的產(chǎn)物，所以氫氧化鋁沉淀中可能含有硫酸根離子，證明沉淀是否洗滌干凈即證明洗滌液中是否含有硫酸根離子，證明方法是取最后一次洗滌液少許于試管中,滴加BaCl2溶液，若無色白色沉淀生成，則已洗干凈。

（4）沉淀II與氯氣、氫氧化鉀溶液反應(yīng)生成高鐵酸鉀，鐵元素化合價(jià)升高，氯元素的化合價(jià)降低成為氯離子，化學(xué)方程式為2Fe(OH)3+3Cl2+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O；

（5）從硫酸鉀溶液中得到硫酸鉀晶體的方法是蒸發(fā)結(jié)晶

（6）以鐵為電極，電解濃的KOH溶液來制取K2FeO4，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，K2FeO4中鐵元素的化合價(jià)為+6價(jià)，所以鐵失6個(gè)電子與氫氧根離子結(jié)合生成FeO42-，電極反應(yīng)式為Fe+8OH－－6e-＝FeO42-+4H2O。

考點(diǎn)：考查氧化還原反應(yīng)的計(jì)算，對(duì)反應(yīng)流程圖的分析，化學(xué)方程式的判斷及書寫，電化學(xué)原理的應(yīng)用