Question

7．用含有Al₂O₃及少量Fe₃O₄和SiO₂的鋁土礦制備凈水劑--液體聚合硫酸鋁鐵，工藝流程如下（部分操作和條件略）：
I．向鋁土礦中加入過量H₂SO₄后，加熱、攪拌、過濾．
Ⅱ．向濾液中加入一定量的雙氧水．
Ⅲ．向溶液中加入Ca（OH）₂固體，調(diào)節(jié)溶液的pH約為1，過濾．
IV．加入穩(wěn)定劑，加熱，得到產(chǎn)品．
（1）Fe₃O₄與H₂SO₄反應的離子方程式是Fe₃O₄+8H⁺=2Fe³⁺+Fe²⁺+4H₂O．
（2）步驟I中過濾時用到的玻璃儀器是普通漏斗、玻璃棒、燒杯，得到的濾渣成分是SiO₂（填化學式）．
（3）步驟II中增大n（Fe³⁺）的離子方程式是H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2H₂O+2Fe³⁺．
（4）鋁土礦也可用于冶煉金屬Al．以金屬Al作陽極，稀硫酸作電解液，通過電解會使金屬Al的表面生成致密堅硬的氧化膜，其電極反應式是2Al-6e^-+3H₂O=Al₂O₃+6H⁺．

Answer 1

分析 I．向鋁土礦中加入過量H₂SO₄，可溶解氧化鋁和Fe₃O₄；
Ⅱ．濾液中含有硫酸鋁、硫酸鐵和硫酸亞鐵，向濾液中加入一定量的雙氧水，可氧化硫酸亞鐵生成鐵離子；
Ⅲ．向溶液中加入Ca（OH）₂固體，調(diào)節(jié)溶液的pH約為1，過濾；
IV．加入穩(wěn)定劑，加熱，得到聚合硫酸鋁鐵．
（1）Fe₃O₄與H₂SO₄反應生成Fe³⁺、Fe²⁺；
（2）過濾時用到燒杯、漏斗、玻璃棒等儀器；
（3）酸性條件下，過氧化氫和氧化Fe²⁺生成Fe³⁺；
（4）電解時，鋁被氧化生成氧化鋁，陽極水參加反應．

解答 解：I．向鋁土礦中加入過量H₂SO₄，可溶解氧化鋁和Fe₃O₄；
Ⅱ．濾液中含有硫酸鋁、硫酸鐵和硫酸亞鐵，向濾液中加入一定量的雙氧水，可氧化硫酸亞鐵生成鐵離子；
Ⅲ．向溶液中加入Ca（OH）₂固體，調(diào)節(jié)溶液的pH約為1，過濾；
IV．加入穩(wěn)定劑，加熱，得到聚合硫酸鋁鐵．
（1）Fe₃O₄與H₂SO₄反應生成Fe³⁺、Fe²⁺，反應的離子方程式為Fe₃O₄+8H⁺=2Fe³⁺+Fe²⁺+4H₂O，故答案為：Fe₃O₄+8H⁺=2Fe³⁺+Fe²⁺+4H₂O；
（2）過濾時用到燒杯、漏斗、玻璃棒等儀器，因二氧化硅與硫酸不反應，則濾渣中含有SiO₂，故答案為：普通漏斗、玻璃棒、燒杯； SiO₂；
（3）酸性條件下，過氧化氫和氧化Fe²⁺生成Fe³⁺，反應的離子方程式為H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2H₂O+2Fe³⁺，故答案為：H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2H₂O+2Fe³⁺；
（4）電解時，鋁被氧化生成氧化鋁，陽極水參加反應，電極方程式為2Al-6e^-+3H₂O=Al₂O₃+6H⁺，故答案為：2Al-6e^-+3H₂O=Al₂O₃+6H⁺．

點評 本題考查物質(zhì)的分離、提純知識，為高頻考點，側重于學生的分析能力和實驗能力的考查，注意把握實驗的原理和操作方法，為解答該題的關鍵，難度不大．