Question

1．用鋁灰（含有Al₂O₃、FeO、Fe₂0₃和少最SiO₂）來的制備堿式硫酸鋁[Al₂（OH）₄SO₄]，其工藝流程如下：

已知：生成氫氧化物沉淀的pH

	Al（OH）3	Fe（OH）2	Fe（OH）3
開始沉淀時	3.4	6.3	1.5
完全沉淀時	4.7	8.3	2.8

（1）X為氧化鋁，濾渣I的主要成分是二氧化硅和氫氧化鐵，MnS0₄在“除錳”中的作用是還原劑
（2）設(shè)計一個簡單的實驗，證明上述流程中鐵元素已被沉淀完全取第一次調(diào)節(jié)PH后的清液于試管中，滴加硫氰化鉀溶液，若溶液呈血紅色，說明沉淀不完全，反之沉淀完全
（3）寫出第一次調(diào)節(jié)pH的范圍[2.8，3.4），第二次調(diào)節(jié)pH時，若溶液的pH偏高，將會導(dǎo)致溶液中鋁元素的含量降低
（4）加入CaC0₃制備堿式硫酸鋁的化學(xué)方程式為Al₂（SO₄）₃+2CaC0₃+2H₂O=Al₂（OH）₄SO₄+2CaSO₄+2C0₂↑．

Answer 1

分析 Al₂O₃、FeO、Fe₂0₃和與硫酸反應(yīng)，而二氧化硅與硫酸不反應(yīng)，加入高錳酸鉀是將亞鐵氧化成鐵離子，可以加入氧化鋁或者氫氧化鋁來調(diào)節(jié)溶液的PH，但是氧化物所以是氧化鋁，使鐵離子完全沉淀，加入硫酸錳還原高錳酸根離子，然后加入碳酸鈣調(diào)節(jié)溶液的PH，從而使堿式硫酸鋁[Al₂（OH）₄SO₄]析出，由此分析解答．
（1）X為氧化鋁，濾渣I的主要成分是二氧化硅和氫氧化鐵，MnS0₄在“除錳”中的作用是還原劑；
（2）鐵離子的檢驗加入硫氰化鉀，觀察溶液是否呈血紅色；
（3）第一次調(diào)節(jié)pH使鐵離子沉淀而鋁離子不能沉淀，所以范圍為：[2.8，3.4），第二次調(diào)節(jié)pH時，若溶液的pH偏高，堿性增加，溶液中的鋁離子轉(zhuǎn)化成偏鋁酸根離子；（4）加入CaC0₃制備堿式硫酸鋁的化學(xué)方程式為 Al₂（SO₄）₃+2CaC0₃+2H₂O=Al₂（OH）₄SO₄+2CaSO₄+2C0₂↑．

解答 解：Al₂O₃、FeO、Fe₂0₃和與硫酸反應(yīng)，而二氧化硅與硫酸不反應(yīng)，加入高錳酸鉀是將亞鐵氧化成鐵離子，可以加入氧化鋁或者氫氧化鋁來調(diào)節(jié)溶液的PH，但是氧化物所以是氧化鋁，使鐵離子完全沉淀，加入硫酸錳還原高錳酸根離子，然后加入碳酸鈣調(diào)節(jié)溶液的PH，從而使堿式硫酸鋁[Al₂（OH）₄SO₄]析出，
（1）X為氧化鋁，濾渣I的主要成分是二氧化硅和氫氧化鐵，MnS0₄在“除錳”中的作用是還原劑，故答案為：氧化鋁；二氧化硅和氫氧化鐵；還原劑；
（2）鐵離子的檢驗加入硫氰化鉀，觀察溶液是否呈血紅色，操作是取第一次調(diào)節(jié)PH后的清液于試管中，滴加硫氰化鉀溶液，若溶液呈血紅色，說明沉淀不完全，反之沉淀完全，故答案為：取第一次調(diào)節(jié)PH后的清液于試管中，滴加硫氰化鉀溶液，若溶液呈血紅色，說明沉淀不完全，反之沉淀完全；
（3）第一次調(diào)節(jié)pH使鐵離子沉淀而鋁離子不能沉淀，所以范圍為：[2.8，3.4），第二次調(diào)節(jié)pH時，若溶液的pH偏高，堿性增加，溶液中的鋁離子轉(zhuǎn)化成偏鋁酸根離子，故答案為：[2.8，3.4），溶液中鋁元素的含量降低；
（4）加入CaC0₃制備堿式硫酸鋁的化學(xué)方程式為 Al₂（SO₄）₃+2CaC0₃+2H₂O=Al₂（OH）₄SO₄+2CaSO₄+2C0₂↑，故答案為：Al₂（SO₄）₃+2CaC0₃+2H₂O=Al₂（OH）₄SO₄+2CaSO₄+2C0₂↑．

點評 本題考查了物質(zhì)的制備原理，明確物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，會從整體上分析每一步發(fā)生的反應(yīng)及基本操作，知道加入物質(zhì)的用途，題目難度中等．