Question

7．煉鋁廠的廢料中主要含Al、Al₂O₃及少量SiO₂和FeO•xFe₂O₃，可用于制備明礬[KAl（SO₄）₂•12H₂O]．工藝流程如下：

（1）“酸浸”過程中的應(yīng)選擇H₂SO₄（寫酸的化學(xué)式）．為提高浸出速率，除適當(dāng)增大酸的濃度外，還可采取的措施有提高反應(yīng)溫度、粉碎等．（寫出兩條）
（2）操作Ⅰ是過濾，操作Ⅱ是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥．
（3）在溶液A中加入高錳酸鉀發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為（該條件下MnO₄^-轉(zhuǎn)化為Mn²⁺）5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O．
已知：生成氫氧化物沉淀的pH如下表所示

	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

調(diào)節(jié)pH=3的目的是使Fe³⁺轉(zhuǎn)化成Fe（OH）₃沉淀，防止Al³⁺沉淀．此步驟中，可以用H₂O₂代替KMnO₄，寫出H₂O₂的電子式．
（4）只用一種試劑檢驗溶液A中是否存在Fe²⁺，該試劑是高錳酸鉀酸性溶液或鐵氰化鉀溶液（寫名稱）．
（5）己知在pH=3、加熱條件下，加入MnSO₄發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為3Mn²⁺+2MnO₄^-+2H₂O═5MnO₂+4H⁺．

Answer 1

分析 煉鋁廠的廢料中主要含Al、Al₂O₃及少量SiO₂和FeO•xFe₂O₃，為了獲得膽礬，所以要用稀硫酸溶解，加入過量稀硫酸酸溶過濾，濾液為硫酸鋁、硫酸亞鐵、硫酸鐵，濾渣Ⅰ為二氧化硅和不溶性雜質(zhì)，溶液A中加入酸性高錳酸鉀溶液氧化亞鐵離子為鐵離子，調(diào)節(jié)溶液PH=3使鐵離子全部沉淀，鋁離子不沉淀，所以濾渣2為氫氧化鐵，加入適量硫酸錳除去過量的高錳酸鉀過濾得到二氧化錳固體，濾液主要是硫酸鋁溶液，加入硫酸鉀蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到硫酸鋁鉀晶體，據(jù)此答題．

解答 解：煉鋁廠的廢料中主要含Al、Al₂O₃及少量SiO₂和FeO•xFe₂O₃，為了獲得膽礬，所以要用稀硫酸溶解，加入過量稀硫酸酸溶過濾，濾液為硫酸鋁、硫酸亞鐵、硫酸鐵，濾渣Ⅰ為二氧化硅和不溶性雜質(zhì)，溶液A中加入酸性高錳酸鉀溶液氧化亞鐵離子為鐵離子，調(diào)節(jié)溶液PH=3使鐵離子全部沉淀，鋁離子不沉淀，所以濾渣2為氫氧化鐵，加入適量硫酸錳除去過量的高錳酸鉀過濾得到二氧化錳固體，濾液主要是硫酸鋁溶液，加入硫酸鉀蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到硫酸鋁鉀晶體，
（1）根據(jù)上面的分析可知，“酸浸”過程中的應(yīng)選擇H₂SO₄，為提高浸出速率，除適當(dāng)增大酸的濃度外，還可采取的措施有 提高反應(yīng)溫度、粉碎等，
故答案為：H₂SO₄；提高反應(yīng)溫度、粉碎等；
（2）根據(jù)上面的分析可知，操作Ⅰ是 過濾，操作Ⅱ是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，
故答案為：過濾；蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；
（3）溶液A中加入酸性高錳酸鉀溶液氧化亞鐵離子為鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，調(diào)節(jié)pH=3的目的是使Fe³⁺轉(zhuǎn)化成Fe（OH）₃沉淀，防止Al³⁺沉淀，H₂O₂的電子式為，
故答案為：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；使Fe³⁺轉(zhuǎn)化成Fe（OH）₃沉淀，防止Al³⁺沉淀；；
（4）檢驗溶液A中是否存在Fe²⁺的試劑是高錳酸鉀酸性溶液或鐵氰化鉀溶液，
故答案為：高錳酸鉀酸性溶液或鐵氰化鉀溶液；
（5）在pH=3、加熱條件下，加入MnSO₄發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為3Mn²⁺+2MnO₄^-+2H₂O═5MnO₂+4H⁺，
故答案為：3Mn²⁺+2MnO₄^-+2H₂O═5MnO₂+4H⁺．

點(diǎn)評 本題考查了流程分析，反應(yīng)過程理解應(yīng)用，反應(yīng)現(xiàn)象和產(chǎn)物的判斷，注意離子檢驗方法，離子方程式書寫式關(guān)鍵，題目難度中等．