Question

【题目】明矾[KAl(SO4)2·12H2O]在生产、生活中有广泛用途：饮用水的净化；造纸工业上作施胶剂；食品工业的发酵剂等。利用炼铝厂的废料——铝灰(含Al、Al2O3及少量SiO2和FeO·xFe2O3)可制备明矾。工艺流程如下：回答下列问题：

（1）明矾净水的原理是______________(用离子方程式表示)。

（2）操作Ⅰ是________，操作Ⅱ是蒸发浓缩、__________、过滤、洗涤、干燥。

（3）检验滤液A中是否存在Fe2＋的试剂是__________(只用一种试剂)。

（4）将铝灰投入氢氧化钠溶液中生成气体的化学方程式是__________，在滤液A中加入高锰酸钾发生反应的离子方程式为(该条件下MnO4-转化为Mn2＋)：_______。

（5）已知：在pH＝3、加热条件下，MnO4-可与Mn2＋反应生成MnO2。加入MnSO4发生反应的离子方程式为：________，滤渣2含有的物质是________。

Answer 1

【答案】Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋ 过滤 冷却结晶 酸性高锰酸钾溶液(或铁氰化钾溶液) 2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑ 5Fe2＋＋MnO4-＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O 3Mn2＋＋2MnO4-＋2H2O=5MnO2↓＋4H＋ MnO2、Fe(OH)3

【解析】

（1）明矾是强酸弱碱盐，水解产生氢氧化铝胶体，能够吸附水中悬浮的物质形成沉淀而除去，从而达到净水的目的。其反应原理用方程式表示是Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋；

（2）操作Ⅰ是将难溶性固体与溶液分离的操作，叫过滤。操作Ⅱ是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥就得到明矾，

故答案：过滤；冷却结晶；

（3）检验滤液A中是否存在的方法加入铁氰化钾溶液，如果有蓝色沉淀，证明含有，故答案：铁氰化钾溶液；

（4）2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O，在滤液A中加入高锰酸钾的目的是使转化为；发生反应的离子方程式为5Fe2＋＋MnO4-＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O；

（5）根据表中数据可知当溶液的pH=3时可以形成沉淀根据题意可得方程式3Mn2＋＋2MnO4-＋2H2O=5MnO2↓＋4H＋，由于溶液的pH=3，所以滤渣的成分含有MnO2、Fe(OH)3。