Question

【題目】用含有A12O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的鋁灰制備A12(SO4)3·18H2O。工藝流程如下：

(一定條件下，可與Mn2+反應(yīng)生成MnO2)

已知： 生成氫氧化物沉淀的pH

	Al(OH)3	Fe(OH)2	Fe(OH)3
開(kāi)始沉淀時(shí)	3.4	6.3	2.7
完全沉淀時(shí)	5.2	9.7	3.2

(1)H2SO4溶解A12O3的離子方程式是_______________;

(2)檢驗(yàn)濾液中還存在Fe2＋的方法是____________(注明試劑、現(xiàn)象)。

(3)“除雜”環(huán)節(jié)有如下幾個(gè)步驟:

(Ⅰ)向?yàn)V液中加入過(guò)量KMnO4溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH為3.2；

(Ⅱ)加熱，產(chǎn)生大量棕色沉淀，靜置，上層溶液呈紫紅色:

(Ⅲ)加入MnSO4至紫紅色消失，過(guò)濾。

①步驟Ⅰ的目的_________；調(diào)節(jié)溶液的pH為3.2的目的是__________。

②向Ⅱ的沉淀中加入濃HCl并加熱，能說(shuō)明沉淀中存在MnO2的現(xiàn)象是______，寫(xiě)出其反應(yīng)方程式________________；

③Ⅲ中加入MnSO4的目的是__________。

(4)從多次循環(huán)使用后母液中可回收的主要物質(zhì)是_________(填化學(xué)式)。

Answer 1

【答案】Al2O3+6H+=2Al3++3H2O 取少量濾液，滴加KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色 將Fe2+氧化為Fe3+ 調(diào)節(jié)pH值使鐵完全沉淀 有黃綠色氣體生成 MnO2＋4HClMnCl2+ Cl2↑+2H2O 除去過(guò)量的 K2SO4

【解析】

根據(jù)工藝流程分析可知，鋁灰加稀硫酸酸浸后，Al2O3和鐵的氧化物溶解，過(guò)濾得到SiO2的濾渣和含有Al3+、Fe3+、Fe2+的濾液，除雜后冷卻結(jié)晶再過(guò)濾，得到產(chǎn)品，據(jù)此分析解答問(wèn)題。

(1)硫酸溶解氧化鋁的離子方程是屬于基礎(chǔ)題，該離子方程式為A12O3+6H+=2A13++3H2O；

(2)由于在上述流程中，所得的濾液既含有亞鐵離子，又含有鐵離子，因此二者共存時(shí)要檢驗(yàn)亞鐵離子應(yīng)該用酸性高錳酸鉀溶液檢驗(yàn)，避免使用KSCN；所以操作方法為：取少量濾液，滴加KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色；

(3)①除雜步驟中加入高錳酸鉀就是要加入氧化劑，把亞鐵離子氧化為鐵離子，在調(diào)節(jié)pH值到3.2，好讓鐵離子完全沉淀除去，同時(shí)不使其他離子沉淀；

②若步驟II所得的沉淀中含有二氧化錳，則往沉淀中加入濃鹽酸，則會(huì)發(fā)生我們熟悉的實(shí)驗(yàn)室制備氯氣的反應(yīng)，因此可以觀察到有黃綠色氣體產(chǎn)生，方程式為MnO2＋4HCl= MnCl2+Cl2↑+2H2O；

③步驟II所得的上層溶液顯紫紅色，所以溶液中含有，可與Mn2+反應(yīng)生成MnO2 ，所以加入MnSO4的目的是出去過(guò)量的 ；

(4)除雜步驟除去了雜質(zhì)離子，不斷循環(huán)后，循環(huán)液中含有大量的高錳酸鉀反應(yīng)剩下的鉀離子，同時(shí)加入了MnSO4，所以還剩有硫酸根離子；因此主要物質(zhì)是硫酸鉀。