Question

【題目】明礬[KAl(SO4)2·12H2O]在生產(chǎn)、生活中有廣泛用途：飲用水的凈化；造紙工業(yè)上作施膠劑；食品工業(yè)的發(fā)酵劑等。利用煉鋁廠的廢料——鋁灰(含Al、Al2O3及少量SiO2和FeO·xFe2O3)可制備明礬。工藝流程如下：回答下列問題：

（1）明礬凈水的原理是______________(用離子方程式表示)。

（2）操作Ⅰ是________，操作Ⅱ是蒸發(fā)濃縮、__________、過濾、洗滌、干燥。

（3）檢驗濾液A中是否存在Fe2＋的試劑是__________(只用一種試劑)。

（4）將鋁灰投入氫氧化鈉溶液中生成氣體的化學(xué)方程式是__________，在濾液A中加入高錳酸鉀發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為(該條件下MnO4-轉(zhuǎn)化為Mn2＋)：_______。

（5）已知：在pH＝3、加熱條件下，MnO4-可與Mn2＋反應(yīng)生成MnO2。加入MnSO4發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：________，濾渣2含有的物質(zhì)是________。

Answer 1

【答案】Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋ 過濾 冷卻結(jié)晶 酸性高錳酸鉀溶液(或鐵氰化鉀溶液) 2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑ 5Fe2＋＋MnO4-＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O 3Mn2＋＋2MnO4-＋2H2O=5MnO2↓＋4H＋ MnO2、Fe(OH)3

【解析】

（1）明礬是強酸弱堿鹽，水解產(chǎn)生氫氧化鋁膠體，能夠吸附水中懸浮的物質(zhì)形成沉淀而除去，從而達(dá)到凈水的目的。其反應(yīng)原理用方程式表示是Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋；

（2）操作Ⅰ是將難溶性固體與溶液分離的操作，叫過濾。操作Ⅱ是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥就得到明礬，

故答案：過濾；冷卻結(jié)晶；

（3）檢驗濾液A中是否存在的方法加入鐵氰化鉀溶液，如果有藍(lán)色沉淀，證明含有，故答案：鐵氰化鉀溶液；

（4）2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O，在濾液A中加入高錳酸鉀的目的是使轉(zhuǎn)化為；發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為5Fe2＋＋MnO4-＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O；

（5）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知當(dāng)溶液的pH=3時可以形成沉淀根據(jù)題意可得方程式3Mn2＋＋2MnO4-＋2H2O=5MnO2↓＋4H＋，由于溶液的pH=3，所以濾渣的成分含有MnO2、Fe(OH)3。