Question

【題目】以冶鋁的廢棄物鋁灰為原料制取超細(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：

（1）鋁灰中氧化鋁與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

（2）用圖中“濾渣”和NaOH焙燒制備硅酸鈉，可采用的裝置為 （填選項(xiàng)編號(hào)）。

（3）在實(shí)驗(yàn)流程中，加30%的H2O2溶液發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為 。

（4）驗(yàn)證“沉鐵”后，溶液中是否還含有鐵離子的操作方法為 。

（5）若用調(diào)節(jié)pH溶液“沉鐵”，則得到Fe(OH)3，已知：25℃時(shí)，Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38，則該溫度下反應(yīng)Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+的平衡常數(shù)為 。

（6）煅燒硫酸鋁銨晶體，發(fā)生的主要反應(yīng)為：4[NH4Al(SO4)2·12H2O]2Al2O3+ 2NH3↑+ N2↑+ 5SO3↑+ 3SO2↑+ 53H2O,將產(chǎn)生的氣體通過下圖所示的裝置。

①集氣瓶中收集到的氣體是 (填化學(xué)式)。

②KMnO4溶液褪色，發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為 。

Answer 1

【答案】（1）Al2O3+ 3H2SO4= Al2（SO4）3+ 3H2O（2分）（2）B（1分）

（3）2Fe2++H2O2+2H+= 2Fe3++2H2O（2分）

（4）靜置，溶液澄清后，繼續(xù)向上層清液中滴加K4[Fe（CN）6]溶液，若無現(xiàn)象，則溶液中不含有鐵元素，反之，則有。（其它合理答案）（2分）

（5）2.5×10-5（2分）

（6）①N2（1分）②2MnO4－ +5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42－+4H+（2分）

【解析】試題（1）鋁灰中氧化鋁與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al2O3+ 3H2SO4= Al2(SO4)3+ 3H2O；

（2）FeO、Fe2O3和氧化鋁溶于酸，二氧化硅不溶形成濾渣，二氧化硅和NaOH焙燒制備硅酸鈉，不能用玻璃和瓷質(zhì)容器，所以可采用的裝置為B；

（3）過濾后濾液中存在Fe2+、Fe3+，Al3+，加30%的H2O2溶液會(huì)氧化Fe2+，離子反應(yīng)方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；

（4）在被氧化后的溶液中加入了K4[Fe(CN)6]溶液把Fe3+沉淀，驗(yàn)證溶液中是否還含有鐵離子的操作方法為靜置，待溶液澄清后，繼續(xù)向上層清液中滴加K4[Fe(CN)6]溶液，若無現(xiàn)象，則溶液中不含鐵元素，反之則有；

（5）Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38，即c(Fe3+)c3(OH-)=4.0×10-38，該溫度下反應(yīng)Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+的平衡常數(shù)K=c3(H+)/c(Fe3+)=Kw3/c(Fe3+)c3(OH-)=(10-14)3/4.0×10-38=2.5×10-5；

（6）①通過飽和亞硫酸氫鈉溶液除去氨氣、三氧化硫，通過高錳酸鉀溶液除去二氧化硫氣體，故收集的氣體為N2；②KMnO4溶液與二氧化硫反應(yīng)，離子反應(yīng)方程式為2MnO4－+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42－+4H+。