Question

【題目】銨明礬[NH4Al(SO4)2·12H2O]是分析化學(xué)常用的基準(zhǔn)試劑，工業(yè)上常用鋁土礦(主要成分為Al2O3)來(lái)生產(chǎn)銨明礬，其中Z的水溶液可用于傷口消毒，其工藝流程圖如下：

（1）寫出反應(yīng)Ⅱ的離子方程式________。

（2）從反應(yīng)IV的銨明礬溶液中獲得銨明礬晶體的實(shí)驗(yàn)操作依次為________、________、過(guò)濾、洗滌(填操作名稱)。

（3）反應(yīng)Ⅵ的化學(xué)方程式為________。

（4）廢水中含有Fe2+、Mn2+等金屬離子對(duì)自然環(huán)境有嚴(yán)重的破壞作用，可用(NH4)2S2O8氧化除去。寫出Mn2+被氧化生成MnO2的離子方程式為________。Z也有較強(qiáng)氧化性，在實(shí)際生產(chǎn)中不用Z氧化Mn2+的原因是________。

Answer 1

【答案】AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- 蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶 (NH4)2S2O8+2H2O=2NH4HSO4+H2O2 S2O82-+2H2O+Mn2+=4H++2SO42-+MnO2↓ 錳的化合物可催化H2O2的分解，使消耗的H2O2增多

【解析】

（1）反應(yīng)Ⅰ試劑X為堿溶液，鋁土礦中的Al2O3反應(yīng)形成AlO2－，因此反應(yīng)Ⅱ中通入過(guò)量的CO2，反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀和HCO3－；

（2）從銨明礬溶液中獲得銨明礬晶體的操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌；

（3）反應(yīng)Ⅵ中反應(yīng)物為(NH4)2S2O8和H2O，生成物為NH4HSO4和H2O2；

（4）根據(jù)化合價(jià)升降法配平；MnO2能催化H2O2的分解。

（1）反應(yīng)Ⅰ所加試劑X為堿溶液，鋁土礦中的Al2O3反應(yīng)形成AlO2－，因此反應(yīng)Ⅱ中通入過(guò)量的CO2，反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀和HCO3－，該反應(yīng)的離子方程式為：AlO2－＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO3－；

（2）從銨明礬溶液中獲得銨明礬晶體的操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌；

（3）由圖示流程可知，反應(yīng)Ⅵ中反應(yīng)物為(NH4)2S2O8和H2O，生成物為NH4HSO4和Z，由于Z具有氧化性，同時(shí)結(jié)合氧化還原規(guī)律可得，Z為H2O2，因此該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：(NH4)2S2O8+2H2O=2NH4HSO4+H2O2；

（4）Mn2＋被氧化生成MnO2的過(guò)程中，S2O82－被還原為SO42－；過(guò)程中錳元素由＋2價(jià)變?yōu)椋?/span>4價(jià)，失去2個(gè)電子，硫元素由＋7價(jià)變?yōu)椋?/span>6價(jià)，得到兩個(gè)電子，根據(jù)得失電子守恒可得，Mn2＋和MnO2、S2O82－的系數(shù)都為1，SO42－的系數(shù)為2；根據(jù)電荷守恒可得，生成物中含有H＋，且系數(shù)為4；根據(jù)氫原子個(gè)數(shù)守恒可得，反應(yīng)物中有H2O，且其系數(shù)為2；因此可得該反應(yīng)的離子方程式為：S2O82-+2H2O+Mn2+=4H++2SO42-+MnO2↓；

由上述分析可知，Z為H2O2， MnO2能催化H2O2的分解，因此不用Z氧化Mn2＋。