题目内容
【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、___、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）在滤液A中加入高锰酸钾的作用：___。
（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__。
【答案】Al3++3H2OAl(OH)3（胶体）+3H+ 过滤 冷却结晶 洗涤 高锰酸钾酸性溶液或铁氰化钾溶液 使Fe2+转化为Fe3+ 3Mn2++2 MnO4+2H2O=5MnO2↓+4H+ MnO2、Fe(OH)3
【解析】
铝灰（含Al、Al2O3及少量SiO2和FeOxFe2O3）中加入过量稀硫酸过滤，滤液为硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸铁，操作I为过滤，滤渣1为二氧化硅，滤液A中加入稍过量高锰酸钾溶液将亚铁离子氧化为铁离子，调节溶液pH使铁离子全部沉淀，铝离子不沉淀，加入适量硫酸锰除去过量的高锰酸钾，过滤得到滤渣2为二氧化锰固体和氢氧化铁沉淀，滤液B主要是硫酸铝溶液，加入硫酸钾，操作II为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤，从而得到明矾。
（1）明矾净水的原理是：Al3++3H2OAl(OH)3（胶体）+3H+，Al(OH)3胶体具有较强吸附性，可吸附水中悬浮杂质而净水；
（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。
（3）检验滤液A中是否存在Fe2+的方法是取适量滤液A于试管中，滴加铁氰化钾溶液，若产生蓝色沉淀，证明Fe2+存在，或取适量滤液A于试管中，加入酸性KMnO4溶液，若紫红色褪为无色，则存在Fe2+；
（4）在滤液A中加入高锰酸钾的目的是使Fe2+转化为Fe3+，发生反应的离子方程式为5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O；
（5）在pH=3、加热条件下，MnO4可与Mn2+反应生成MnO2，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，加入MnSO4发生反应的离子方程式为：3Mn2++2 MnO4+2H2O=5MnO2↓+4H+，过滤得到反应中生成难溶的二氧化锰和沉淀得到的氢氧化铁沉淀，则滤渣2为MnO2、Fe(OH)3。
