Question

以冶鋁的廢棄物灰為原料制取超細(xì)α-氧化鋁，既降低環(huán)境污染又可提高鋁資源的利用率．已知鋁灰的主要成分為Al₂O₃（含少量雜質(zhì)SiO₂、FeO、Fe₂O₃），其制備實(shí)驗(yàn)流程如下：圖1

（1）鋁灰中氧化鋁與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（2）圖中“濾渣”的主要成分為

 

 （填化學(xué)式）．
（3）加30%的H₂O₂溶液發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為

 

．
（4）煅燒硫酸鋁銨晶體，發(fā)生的主要反應(yīng)為：
4[NH₄Al（SO₄）₂?12H₂O]

1240℃  .

2Al₂O₃+2NH₃↑+N₂↑+5SO₃↑+3SO₂↑+53H₂O，將產(chǎn)生的氣體通過(guò)圖2所示的裝置．
①集氣瓶中收集到的氣體是

 

（填化學(xué)式）．
②足量飽和NaHSO₃溶液吸收的物質(zhì)除大部分H₂O（g）外還有

 

（填化學(xué)式）．
③KMnO₄溶液褪色（MnO₄^-還原為Mn²⁺），發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專(zhuān)題：

分析：鋁灰的主要成分為Al₂O₃（含少量雜質(zhì)SiO₂、FeO、Fe₂O₃）加稀硫酸，Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃轉(zhuǎn)化為離子，SiO₂不溶于硫酸，過(guò)濾，濾液中含有Al³⁺、Fe²⁺、Fe³⁺，加雙氧水，F(xiàn)e²⁺被氧化為Fe³⁺，加入K₄[Fe（CN）₆]Fe³⁺轉(zhuǎn)化為沉淀，過(guò)濾，在濾液中加入硫酸銨，生成NH₄Al（SO₄）₂，結(jié)晶、干燥、煅燒得到α-Al₂O₃；
（1）Al₂O₃與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁和水；
（2）SiO₂不溶于硫酸；
（3）加30%的H₂O₂溶液Fe²⁺被氧化為Fe³⁺；
（4）①NH₄Al（SO₄）₂?12H₂O分解生成的氣體NH₃和SO₃被亞硫酸鈉吸收，二氧化硫被高錳酸鉀吸收；
②NH₃和SO₃能被亞硫酸鈉溶液吸收；
③KMnO₄與二氧化硫反應(yīng)生成硫酸根離子和錳離子．

解答： 解：鋁灰的主要成分為Al₂O₃（含少量雜質(zhì)SiO₂、FeO、Fe₂O₃）加稀硫酸，Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃轉(zhuǎn)化為離子，SiO₂不溶于硫酸，過(guò)濾，濾液中含有Al³⁺、Fe²⁺、Fe³⁺，加雙氧水，F(xiàn)e²⁺被氧化為Fe³⁺，加入K₄[Fe（CN）₆]Fe³⁺轉(zhuǎn)化為沉淀，過(guò)濾，在濾液中加入硫酸銨，生成NH₄Al（SO₄）₂，結(jié)晶、干燥、煅燒得到α-Al₂O₃；
（1）Al₂O₃與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁和水，其反應(yīng)的方程式為：Al₂O₃+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂O；
故答案為：Al₂O₃+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂O；
（2）鋁灰的主要成分為Al₂O₃（含少量雜質(zhì)SiO₂、FeO、Fe₂O₃）加稀硫酸，Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃轉(zhuǎn)化為離子，SiO₂不溶于硫酸，過(guò)濾，濾渣為SiO₂；
故答案為：SiO₂；
（3）濾液中含有Al³⁺、Fe²⁺、Fe³⁺，加30%的H₂O₂溶液Fe²⁺被氧化為Fe³⁺，其反應(yīng)的離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（4）①NH₄Al（SO₄）₂?12H₂O分解生成的氣體NH₃和SO₃被亞硫酸鈉吸收，二氧化硫被高錳酸鉀吸收，所以最后集氣瓶中收集到的氣體是N₂；
故答案為：N₂；
②NH₃極易溶于水，NH₃所以能被亞硫酸鈉溶液吸收，SO₃與水反應(yīng)是硫酸，則SO₃也被亞硫酸鈉溶液吸收，所以足量飽和NaHSO₃溶液吸收的物質(zhì)除大部分H₂O（g）外還有SO₃、NH₃；
故答案為：SO₃、NH₃；
③酸性條件下，KMnO₄與二氧化硫反應(yīng)生成硫酸根離子和錳離子，其反應(yīng)的離子方程式為：2MnO₄^-+5SO₂+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺；
故答案為：2MnO₄^-+5SO₂+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺．

點(diǎn)評(píng)：本題以氧化鋁提取工藝流程為載體，考查元素化合物性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化、氧化還原、離子方程式、實(shí)驗(yàn)基本操作等知識(shí)點(diǎn)，注意把握制備原理，把握物質(zhì)的性質(zhì)以及相關(guān)反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)，題目難度中等．