题目内容
10．工业生产无铁硫酸铝，以硫酸浸取铝土矿得含铁（Fe2+和Fe3+）的硫酸铝溶液，加热到一定温度，搅拌，加入一定量高锰酸钾溶液和硫酸锰溶液，在溶液中生成活性二氧化锰，调节溶液的pH，反应一段时间，Fe （OH） 3和二氧化锰发生吸附共沉作用，最终得到无铁硫酸铝产品．
（1）KMnO4首先将Fe2+氧化为Fe3+，其本身被还原为MnO2，反应的离子方程式为MnO4-+3Fe2++4H+=3Fe3++MnO2+2H2O．
（2）写出高锰酸钾溶液和硫酸锰溶液反应的化学方程式2KMnO4+3MnSO4+2H2O=5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4．实验证明，n（MnO2）/n（Fe）控制在4：1时，除铁效果较好．若溶液中亚铁离子和铁离子浓度均为0.03mol/L，为达到较好的除铁效果，每1L溶液应加入高锰酸钾的物质的量为0.102mol．
（3）调节pH的作用是使铁离子转化为氢氧化铁沉淀除去．
（4）操作1的名称为过滤，操作2的名称为蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤．
（5）下列有关工艺的说法正确的是ABC．（填字母序号）
A．可以向溶液中再加入铝土矿粉等调节pH
B．溶液的碱性越强，则除铁效果越好，但同时会影响硫酸铝的产率
C．活性二氧化锰生成量应适宜，不足时铁的去除率较低，过量时会增加成本
D．可以直接向溶液中加入二氧化锰粉末以除去Fe （OH） 3．
分析 工业生产无铁硫酸铝，以硫酸浸取铝土矿得含铁（Fe2+和Fe3+）的硫酸铝溶液，加热到一定温度，搅拌，加入一定量高锰酸钾溶液和硫酸锰溶液，在溶液中生成活性二氧化锰，调节溶液的pH，反应一段时间，Fe（OH）3和二氧化锰发生吸附共沉作用，最终得到无铁硫酸铝产品，
（1）KMnO4首先将Fe2+氧化为Fe3+，其本身被还原为MnO2，依据原子守恒和电荷守恒书写离子方程式；
（2）根据氧化还原反应中化合价升降相等，可写出化学方程式为2KMnO4+3MnSO4+2H2O=5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4；结合离子方程式和化学方程式定量关系计算；
（3）铁离子易发生水解反应生成氢氧化铁；
（4）操作1为过滤，操作2为蒸发结晶；
（5）A．氧化铝与酸反应，可起到调节pH的作用，并且不引入新的杂质；
B．氢氧化钠与硫酸铝反应生成氢氧化铝沉淀；
C．活性二氧化锰不足时铁的去除率较低；
D．直接向溶液中加入二氧化锰粉末吸附作用太低．
解答 解：工业生产无铁硫酸铝，以硫酸浸取铝土矿得含铁（Fe2+和Fe3+）的硫酸铝溶液，加热到一定温度，搅拌，加入一定量高锰酸钾溶液和硫酸锰溶液，在溶液中生成活性二氧化锰，调节溶液的pH，反应一段时间，Fe（OH）3和二氧化锰发生吸附共沉作用，最终得到无铁硫酸铝产品，
（1）KMnO4首先将Fe2+氧化为Fe3+，其本身被还原为MnO2，依据原子守恒和电荷守恒书写离子方程式为：MnO4-+3Fe2++4H+=3Fe3++MnO2+2H2O，
故答案为：MnO4-+3Fe2++4H+=3Fe3++MnO2+2H2O；
（2）由题意可知高锰酸钾溶液和硫酸锰溶液反应生成活性二氧化锰，根据氧化还原反应中化合价升降相等，可写出化学方程式为2KMnO4+3MnSO4+2H2O=5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4，若溶液中亚铁离子和铁离子浓度均为0.03mol/L，溶液中含有Fe2+物质的量为0.03mol，调节溶液PH使铁离子全部沉淀，n（Fe）=0.06mol
MnO4-+3Fe2++4H+=3Fe3++MnO2+2H2O，
0.01mol 0.03mol 0.01mol
n（MnO2）/n（Fe）控制在4：1时，除铁效果较好．则n（MnO2）=0.06mol×4=0.24mol；
反应中生成二氧化锰物质的量=0.24mol-0.01mol=0.23mol，消耗高锰酸钾物质的量：
2KMnO4+3MnSO4+2H2O=5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4，
2 5
n 0.23mol
n=0.0.092mol
为达到较好的除铁效果，每1L溶液应加入高锰酸钾的物质的量=0.092mol+0.01mol=0102mol；
故答案为：2KMnO4+3MnSO4+2H2O=5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4；0.102mol；
（3）铁离子易发生水解反应生成氢氧化铁，当调节溶液PH，使溶液PH增大时，易使铁离子转化为氢氧化铁沉淀除去，
故答案为：使铁离子转化为氢氧化铁沉淀除去；
（4）根据题中信息，反应一段时间，二氧化锰和Fe （OH） 3发生吸附共沉作用，可知操作1为过滤，操作2为过滤后，滤液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤；
故答案为：过滤；蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤；
（5）A．氧化铝与酸反应，向溶液中再加入铝土矿粉可起到调节pH的作用，并且不引入新的杂质，故A正确；
B．如果溶液的碱性太强，会与硫酸铝反应生成氢氧化铝沉淀而导致产率较低，故B正确；
C．活性二氧化锰不足时不能完全除去氢氧化铁，铁的去除率较低，过量时会增加成本，故C正确；
D．直接向溶液中加入二氧化锰粉末吸附作用太低，故D错误．
故答案为：ABC．
点评 本题考查较为综合，设计物质的制备流程、离子方程式的书写、氧化还原反应、物质的分离和提纯等问题，但题目难度中等，本题注意把握制备原理和实验流程．
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为探究Fe（NO3）2等硝酸盐热分解产物和产物的性质，某化学小组开展如下探究性学习：
某化学兴趣小组的同学为制取少量溴乙烷，查阅资料得知：NaBr+H2SO4→HBr+NaHSO4
CH3CH2OH+HBr$\stackrel{△}{→}$CH3CH2Br+H2O
化学兴趣小组根据实验原理设计如图的装置．根据题意完成下列填空：有关数据列表如下：
| 乙醇 | 溴乙烷 | |
| 状态 | 无色液体 | 无色液体 |
| 密度/g•cm-3 | 0.8 | 1.4 |
| 沸点/℃ | 78.5 | 119.0 |
| 熔点/℃ | -130 | 38.4 |
a．烧杯 b．玻璃棒 c．量筒 d．容量瓶 e．滴定管
（2）将生成物导入盛有冰水混合物的试管A中，试管A中的物质分为三层（如图所示），产物在第3层；
（3）用浓的硫酸进行实验，若试管A中获得的有机物呈棕黄色，除去其中杂质应加入d选填编号）然后再进行分液一步操作即可；
a．无水氯化钙 b．硝酸银溶液 c．四氯化碳 d．亚硫酸钠溶液
（4）实验过程中，同学发现仪器连接部分有漏气现象，老师建议把上述装置中的仪器连接部分都改成标准玻璃接口，其原因是：反应会产生Br2，腐蚀橡胶；
（5）假设最初取用的无水乙醇是57.5mL，最后得到的纯净的溴乙烷是52.0mL，则溴乙烷的产率为66.8%．
向某一容积为5L的密闭容器中，加入 0.2mol CO和0.2mol H2O，在800℃和催化剂存在的条件下，发生如下反应：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H＞0，反应中CO2的浓度随时间变化关系如图所示：| A． | 煤的干馏和石油的分馏均属于化学变化 | |
| B． | 14C可用于文物年代的鉴定，14C与12C互为同素异形体 | |
| C． | 用油料作物生产的生物柴油成分与石油中提取的柴油成分相同 | |
| D． | 葡萄糖注射液不能产生丁达尔效应现象，不属于胶体 |