Question

鋁土礦的主要成分為Al₂O₃．生產銨明礬[NH₄Al（SO₄）₂?12H₂O]和Z（其水溶液可用于傷口消毒）的工藝流程圖如下：

（1）反應Ⅰ的主要離子方程式是

 

．
（2）已知反應Ⅱ中會生成氫氧化鋁沉淀，則加入過量的X為

 

（填化學式）．
（3）“電解”時，用惰性材料作電極，則陰極反應可表示為

 

．
（4）流程中可以循環(huán)使用的物質是

 

．
（5）反應Ⅵ的化學方程式為

 

．
（6）已知銨明礬的許多用途和明礬類似，請說明銨明礬的凈水原理

 

．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：鋁土礦的主要成分是氧化鋁，加氫氧化鈉溶液，生成偏鋁酸鈉，偏鋁酸鈉溶液與過量X反應生成氫氧化鋁沉淀，則X為二氧化碳反應，反應Ⅲ為氫氧化鋁中加上Y可以制得NH₄Al（SO₄）₂，需要有氫離子溶解氫氧化鋁，還有硫酸根離子，故Y為H₂SO₄；反應Ⅴ中氨氣與硫酸反應生成NH₄HSO₄，反應Ⅳ中NH₄HSO₄轉化為銨明礬，反應Ⅵ也產生NH₄HSO₄，可見NH₄HSO₄可以在反應中循環(huán)使用；
（1）I中Al₂O₃與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉；
（2）向偏鋁酸鈉溶液中通過量的二氧化碳生成氫氧化鋁；
（3）電解NH₄HSO₄溶液陰極氫離子得電子；
（4）根據(jù)流程分析；
（5）反應Ⅵ（NH₄）₂S₂O₈和H₂O反應生成NH₄HSO₄和雙氧水；
（6）鋁離子水解生成氫氧化鋁膠體，膠體具有吸附性．

解答： 解：鋁土礦的主要成分是氧化鋁，加氫氧化鈉溶液，生成偏鋁酸鈉，偏鋁酸鈉溶液與過量X反應生成氫氧化鋁沉淀，則X為二氧化碳，反應Ⅲ為氫氧化鋁中加上Y可以制得NH₄Al（SO₄）₂，需要有氫離子溶解氫氧化鋁，還有硫酸根離子，故Y為H₂SO₄；反應Ⅴ中氨氣與硫酸反應生成NH₄HSO₄，反應Ⅳ中NH₄HSO₄轉化為銨明礬，反應Ⅵ也產生NH₄HSO₄，可見NH₄HSO₄可以在反應中循環(huán)使用；
（1）I中Al₂O₃與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉，則反應的離子方程式為：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，故答案為：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；
（2）偏鋁酸鈉溶液與弱酸性溶液反應會生成氫氧化鋁沉淀，偏鋁酸鈉溶液與過量X反應生成氫氧化鋁沉淀，則X為二氧化碳，故答案為：CO₂；
（3）“電解”時，用惰性材料作電極，已知溶液為NH₄HSO₄溶液，電解時陰極氫離子得電子生成氫氣，則電極方程式為：2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；
（4）反應Ⅴ中氨氣與硫酸反應生成NH₄HSO₄，反應Ⅵ也產生NH₄HSO₄，可見NH₄HSO₄可以在反應中循環(huán)使用，故答案為：NH₄HSO₄；
（5）反應Ⅵ（NH₄）₂S₂O₈和H₂O反應生成NH₄HSO₄和雙氧水，則反應Ⅵ的化學方程式為：（NH₄）₂S₂O₈+2H₂O=2NH₄HSO₄+H₂O₂；
故答案為：（NH₄）₂S₂O₈+2H₂O=2NH₄HSO₄+H₂O₂；
（6）銨明礬在水中會電離出Al³⁺，Al³⁺水解生成Al（OH）₃膠體，Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，氫氧化鋁膠體具有吸附性，能夠吸附水中的雜質以起到凈水作用；
故答案為：銨明礬在水中會電離出Al³⁺，Al³⁺水解生成Al（OH）₃膠體，Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，Al（OH）₃膠體能夠吸附水中的雜質以起到凈水作用．

點評：本題考查學生對工藝流程的理解、閱讀獲取信息能力、方程式書寫、電解原理的應用等，難度中等，需要學生具備閱讀獲取信息能力、綜合運用知識、信息分析問題解決問題能力．