Question

16．明礬石經(jīng)處理后得到明礬[KAl（SO₄）₂•12H₂O]．從明礬制備Al、K₂SO₄、和H₂SO₄的過程如下所示：

請回答下列問題：
（1）Al的原子結構示意圖為
（2）從水浸后的濾液中得到K₂SO₄晶體的方法是蒸發(fā)結晶．
（3）Al₂O₃在一定條件下可制得KAlO₂，其反應的離子方程式為Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O．
（4）配平焙燒明礬的化學方程式為：
4KAl（SO₄）₂•12H₂O+3 S═2K₂SO₄+2Al₂O₃+9SO₂+48H₂O
若生成標況下11.2L的SO₂，則轉移的電子的物質的量為0.67mol
（5）焙燒產生的SO₂可用于制硫酸，焙燒948t明礬（M=474g/mol），若SO₂的轉化率為96%，可產生質量分數(shù)為98%的硫酸432t．

Answer 1

分析 （1）鋁為13號元素，核外有13個電子，根據(jù)核外電子排布規(guī)律可畫出原子結構示意圖；
（2）水浸后的濾液中的溶質為K₂SO₄，從硫酸鉀溶液中獲得到K₂SO₄晶體，可以用蒸發(fā)結晶的方法；
（3）Al₂O₃與氫氧化鉀反應可制得KAlO₂，根據(jù)電荷守恒和元素守恒可書寫離子方程式；
（4）在該反應中硫酸根中的部分硫元素從+6價降為+4價，硫單質中硫從0價升為+4價，根據(jù)化合價升降法結合元素守恒可配平該氧化還原反應，根據(jù)氧化還原反應中二氧化硫與電子轉移數(shù)目的關系計算轉移電子的物質的量；
（5）根據(jù)焙燒方程式可知焙燒948t明礬產生二氧化硫的質量，再利用硫元素守恒計算出硫酸的質量．

解答 解：（1）鋁為13號元素，核外有13個電子，其原子結構示意圖為，故答案為：；
（2）水浸后的濾液中的溶質為K₂SO₄，從硫酸鉀溶液中獲得到K₂SO₄晶體，可以用蒸發(fā)結晶的方法，故答案為：蒸發(fā)結晶；
（3）Al₂O₃與氫氧化鉀反應可制得KAlO₂，反應的離子方程式為Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，故答案為：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；
（4）在該反應中硫酸根中的部分硫元素從+6價降為+4價，硫單質中硫從0價升為+4價，根據(jù)化合價升降法結合元素守恒可知，該氧化還原反應為4kAl（SO₄）₂﹒12H₂O+3S=2k₂SO₄+2Al₂O₃+9SO₂+48H₂O，根據(jù)反應可知，每生成9mol二氧化硫，反應中轉移電子12mol，所以標況下11.2L即0.5mol的SO₂，則轉移的電子的物質的量為0.67mol，
故答案為：4、3、2、2、9、48； 0.67mol；
（5）設可產生質量分數(shù)為98%的硫酸為xt，
根據(jù)焙燒方程式有關系式4kAl（SO₄）₂﹒12H₂O～9H₂SO₄
                        4×474          9×98 
                       948t×96%        xt×98%

$\frac{4×474}{948t×96%}$=$\frac{9×98}{xt×98%}$，解得：x=432，
故答案為：432．

點評 本題考查了氧化還原反應的分析，氧化還原反應的配平，化學計算等，題目難度中等，試題有利于培養(yǎng)學生的邏輯推理能力，提高學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力及化學計算能力．