题目内容
【题目】以冶铝的废弃物铝灰为原料制取超细a－氧化铝，既降低环境污染又可提高铝资源的利用率。已知铝灰的主要成分为Al2O3（含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3），其制备实验流程图如下：
（1）铝灰中氧化铝与硫酸反应的化学方程式为_______。
（2）加30%的H2O2作用为将Fe2+氧化为Fe3+,其发生的离子反应方程式为__________。该反应需控制温度低于40℃，其目的是_____________。
（3）煅烧硫酸铝铵晶体，发生的主要反应为：4[NH4Al(SO4)2·12H2O]＝2Al2O3+2NH3↑+5SO3↑+3SO2↑+N2↑+53H2O，将产生的气体通过如图所示的装置。
①足量饱和NaHSO3溶液吸收的物质除大部分H2O外还有________（填化学式）。集气瓶中收集到的气体是_______。
②KMnO4溶液褪色（MnO4-还原为Mn2+），发生的离子方程式为_____________。
【答案】Al2O3+3H2SO4＝Al2(SO4)3+3H2O 2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O 防止H2O2分解 SO3、NH3 N2 2MnO4-+5SO2+2H2O＝2Mn2++5SO42-+4H+
【解析】
根据题意，铝灰的主要成分为Al2O3（含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3），铝灰中加稀硫酸，Al2O3、FeO、Fe2O3转化为离子，SiO2不溶于硫酸变为滤渣，过滤，滤液中含有Al3+、Fe2+、Fe3+，加入双氧水，Fe2+被氧化为Fe3+，加入K4[Fe（CN）6]后Fe3+转化为沉淀，过滤，在滤液中加入硫酸铵，生成NH4Al（SO4）2，结晶、干燥、煅烧得到α-Al2O3，据此判断。
（1）铝灰中氧化铝是两性氧化物，与硫酸反应的化学方程式为Al2O3+3H2SO4＝Al2(SO4)3+3H2O。
（2）加30%的H2O2作用为将Fe2+氧化为Fe3+,双氧水被还原生成水，则根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平，发生反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O。由于双氧水受热易分解，因此为防止H2O2分解，该反应需控制温度低于40℃。
（3）①饱和NaHSO3能与SO3、氨气反应，则足量饱和NaHSO3溶液吸收的物质除大部分H2O（g）外，还有SO3、NH3。NH4Al（SO4）212H2O分解生成的气体NH3和SO3被亚硫酸钠吸收，二氧化硫被高锰酸钾吸收,所以最后集气瓶中收集到的气体是不溶于水的N2。
②酸性条件下，KMnO4与二氧化硫反应生成硫酸根离子和锰离子，锰元素化合价从+7价降低到+2价，得到5个电子，硫元素化合价从+4价升高到+6价失去2个电子，则根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平，其反应的离子方程式为：2MnO4-+5SO2+2H2O＝2Mn2++5SO42-+4H+。
