Question

（15分）NH4Al(SO4)2是食品加工中最為快捷的食品添加劑，用于焙烤食品，工業(yè)上常用鋁土礦（主要成分為Al2O3和少量的 SiO2、Fe2O3雜質(zhì)）生產(chǎn)銨明礬晶體

NH4Al(SO4)2?12H2O，其工藝流程圖如下：

（1）廢渣a、b 的成分分別是：_________、_____________。（寫名稱）

（2）流程圖中X的化學(xué)式為：_______________。

（3）反應(yīng)Ⅲ的離子方程式為：_________________________________________；從銨明礬溶液中獲得銨明礬晶體的操作依次為（填操作名稱）_________、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌。

（4）過硫酸銨[(NH4)2S2O8]在工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的用途，可以作為氧化劑和漂白劑，廣泛地用于蓄電池工業(yè)；還用作聚合的引發(fā)劑、纖維工業(yè)的脫漿劑。在上述的工藝流程中用惰性電極電解X與反應(yīng)Ⅵ所得物質(zhì)的混合溶液可以得到過硫酸銨。

寫出陽極反應(yīng)式：________________________ ____。

（5）反應(yīng)Ⅶ的化學(xué)方程式為：_________________________ _____________；

NH4HSO4溶液中離子濃度由大到小順序?yàn)椋篲_________________________ _。

（6）向硫酸鋁銨溶液中逐滴加入氫氧化鋇溶液，不可能發(fā)生的反應(yīng)是 （填選項(xiàng)字母）

A．4NH4Al(SO4)2+3Ba(OH)2＝2(NH4)2SO4+3BaSO4↓+ Al2 (SO4)3+2Al(OH)3↓

B．2NH4Al(SO4)2+4Ba(OH)2＝(NH4)2SO4+3BaSO4↓+Ba(AlO2)2

C．2NH4Al(SO4)2+3Ba(OH)2＝(NH4)2SO4+3BaSO4↓+2Al(OH)3↓

D．NH4Al(SO4)2+2Ba(OH)2＝NH3·H2O+2BaSO4↓+ Al(OH)3↓

 

Answer 1

（1）二氧化硅（1分）、氫氧化鐵（1分）

（2）H2SO4 （1分）

（3）AlO2－＋CO2＋2H2O=HCO3－＋Al(OH)3↓（2分）；蒸發(fā)濃縮（2分）。

（4）2SO42- - 2e-=S2O82-（2分）

（5）(NH4)2S2O8+2H2O=2NH4HSO4+H2O2（2分）；　

c(H+)>c(SO42－)>c(NH4+)>c(OH－) （2分）

（6） B（2分）

【解析】

試題分析：根據(jù)鋁土礦的成分和流程圖中反應(yīng)III通入CO2，可推知X為H2SO4，Y為NaOH。

（1）鋁土礦加入過量硫酸溶液，得到的廢渣a為：二氧化硅；再通入過量的NaOH溶液，F(xiàn)e2(SO4)3與NaOH反應(yīng)得到的廢渣b為：氫氧化鐵。

（2）根據(jù)上述分析，流程圖中X的化學(xué)式為：H2SO4

（3）由工藝流程轉(zhuǎn)化可知，反應(yīng)III為向含有AlO2-的的濾液中通入過量CO2氣體，使AlO2-完全轉(zhuǎn)化為Al（OH）3，在溶液中CO2、AlO2-、H2O反應(yīng)生成Al（OH）3與HCO3-，反應(yīng)離子方程式為AlO2－＋CO2＋2H2O=HCO3－＋Al(OH)3↓；從銨明礬溶液中獲得銨明礬晶體的操作依次為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌。

（4）根據(jù)電解原理陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，SO42?失電子生成S2O82-，電極方程式為：2SO42--2e-═S2O82-。

（5）由工藝流程轉(zhuǎn)化可知，反應(yīng)Ⅶ是H2O與（NH4）2S2O8反應(yīng)產(chǎn)生H2O2和NH4HSO4，反應(yīng)方程式為（NH4）2S2O8+2H2O=2NH4HSO4+H2O2；NH4HSO4溶液中NH4+發(fā)生部分水解反應(yīng)，生成H+，所以離子濃度由大到小的順序?yàn)椋篶(H+)>c(SO42－)>c(NH4+)>c(OH－)。

（6）設(shè)NH4Al（SO4）2為2mol，溶液中含有2molNH4+、2molAl3+、4molSO42-，Al3+完全沉淀時，需要3molBa（OH）2，此時發(fā)生2NH4Al（SO4）2+3Ba（OH）2=（NH4）2SO4+3BaSO4↓+2Al（OH）3↓，故C項(xiàng)可能；如SO42-完全反應(yīng)，則需要4molBa（OH）2，此時發(fā)生NH4Al（SO4）2+2Ba（OH）2=NH3?H2O+2BaSO4↓+Al（OH）3↓，故D項(xiàng)可能；如Al3+完全轉(zhuǎn)化為AlO2-，則需要5molBa（OH）2，此時發(fā)生2NH4Al（SO4）2+5Ba（OH）2=2NH3?H2O+4BaSO4↓+Ba（AlO2）2+4H2O，則n(NH4Al(SO4)2)：n(Ba(OH)2)＜2時，生成產(chǎn)物為（NH4）2SO4、BaSO4↓、Al（OH）3，可能含有Al2（SO4）3，故A項(xiàng)可能；n(NH4Al(SO4)2)：n(Ba(OH)2) =2時，生成產(chǎn)物為NH3?H2O、BaSO4和Al（OH）3，故B項(xiàng)不可能發(fā)生。

考點(diǎn)：本題考查化學(xué)流程的分析、基本操作、電解原理、離子濃度比較、化學(xué)反應(yīng)的判斷。