Question

工業(yè)生產(chǎn)無鐵硫酸鋁，以硫酸浸取鋁土礦（主要成分是Al₂O₃，還有少量的Fe₂O₃、SiO₂）得含鐵（Fe³⁺）的硫酸鋁溶液，加熱到一定溫度，攪拌，加入一定量高錳酸鉀溶液和硫酸錳溶液，在溶液中生成活性二氧化錳，調(diào)節(jié)溶液的pH，反應(yīng)一段時間，二氧化錳和Fe （OH） ₃發(fā)生吸附共沉作用，最終得到無鐵硫酸鋁產(chǎn)品．
（1）硫酸浸取鋁土礦時主要反應(yīng)的離子方程式為______；
（2）完成高錳酸鉀溶液和硫酸錳溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：2KMnO₄+3MnSO₄+2H₂O=______；
（3）調(diào)節(jié)pH的作用是______；
（4）操作1的名稱為______，實驗室進(jìn)行操作2用到的陶瓷質(zhì)儀器有______；
（5）下列有關(guān)工藝的說法正確的是______（雙選，填字母）．
A．可以向溶液中再加入鋁土礦粉等調(diào)節(jié)pH
B．溶液的堿性越強，則除鐵效果越好，而且不會影響硫酸鋁的產(chǎn)率
C．活性二氧化錳生成量應(yīng)適宜，不足時鐵的去除率較低，過量時會增加成本
D．可以直接向溶液中加入二氧化錳粉末以除去Fe （OH） ₃．

Answer 1

解：（1）鋁土礦的主要成分是Al₂O₃，加入硫酸主要發(fā)生：Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O，故答案為：Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；
（2）由題意可知高錳酸鉀溶液和硫酸錳溶液反應(yīng)生成活性二氧化錳，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中化合價升降相等，可寫出化學(xué)方程式為2KMnO₄+3MnSO₄+2H₂O=5MnO₂↓+K₂SO₄+2H₂SO₄，
故答案為：5MnO₂↓+K₂SO₄+2H₂SO₄；
（3）鐵離子易發(fā)生水解反應(yīng)生成氫氧化鐵，當(dāng)調(diào)節(jié)溶液PH，使溶液PH增大時，易使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀除去，
故答案為：使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀除去；
（4）根據(jù)題中信息，反應(yīng)一段時間，二氧化錳和Fe （OH） ₃發(fā)生吸附共沉作用，可知操作一為過濾，操作二為蒸發(fā)結(jié)晶，用到的陶瓷質(zhì)儀器有蒸發(fā)皿和泥三角，
故答案為：過濾； 蒸發(fā)皿（泥三角）；
（5）A．氧化鋁與酸反應(yīng)，向溶液中再加入鋁土礦粉可起到調(diào)節(jié)pH的作用，并且不引入新的雜質(zhì)，故A正確；
B．如果溶液的堿性太強，會與硫酸鋁反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀而導(dǎo)致產(chǎn)率較低，故B錯誤；
C．活性二氧化錳不足時不能完全除去氫氧化鐵，鐵的去除率較低，過量時會增加成本，故C正確；
D．直接向溶液中加入二氧化錳粉末吸附作用太低，故D錯誤．
故答案為：AC．
分析：（1）氧化鋁為兩性氧化物，可與酸反應(yīng)生成鹽和水；
（2）根據(jù)氧化還原反應(yīng)中化合價升降相等，可寫出化學(xué)方程式為2KMnO₄+3MnSO₄+2H₂O=5MnO₂↓+K₂SO₄+2H₂SO₄；
（3）鐵離子易發(fā)生水解反應(yīng)生成氫氧化鐵；
（4）操作一為過濾，操作二為蒸發(fā)結(jié)晶；
（5）A．氧化鋁與酸反應(yīng)，可起到調(diào)節(jié)pH的作用，并且不引入新的雜質(zhì)；
B．氫氧化鈉與硫酸鋁反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀；
C．活性二氧化錳不足時鐵的去除率較低；
D．直接向溶液中加入二氧化錳粉末吸附作用太低．
點評：本題考查較為綜合，設(shè)計物質(zhì)的制備流程、離子方程式的書寫、氧化還原反應(yīng)、物質(zhì)的分離和提純等問題，但題目難度不大，本題注意把握制備原理和實驗流程，為近幾年多省考查的熱點．