Question

【题目】以冶铝的废弃物铝灰为原料制取超细α-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），其制备实验流程如图：

(1)铝灰中氧化铝与硫酸反应的化学方程式为___。

(2)图中“滤渣”的主要成分为___(填化学式)。加30%的H2O2溶液发生的离子反应方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。

(3)验证“沉铁”后，溶液中是否还含有铁离子的操作方法为___。

(4)煅烧硫酸铝铵晶体，发生的主要反应为4[NH4Al(SO4)2·12H2O]2Al2O3+2NH3↑+N2↑+5SO3↑+3SO2↑+53H2O。将产生的气体通过如图所示的装置。

①集气瓶中收集到的气体是___(填化学式)。

②足量饱和NaHSO3溶液吸收的物质除大部分H2O(g)外还有__(填化学式)。

③KMnO4溶液褪色(MnO4-还原为Mn2+)，发生的离子反应方程式为___。

Answer 1

【答案】Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O SiO2 静置，溶液澄清后，继续向上层清液中滴加K4[Fe(CN)6]溶液，若无现象，则溶液中不含有铁元素，反之，则有。或加KSCN溶液 N2 SO3、NH3 2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+

【解析】

铝灰的主要成分为Al2O3（含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3），加入稀硫酸浸取，只有SiO2不溶而成为滤渣；加入30%H2O2，将Fe2+氧化为Fe3+，加入K4[Fe(CN)6]溶液，生成KFe[Fe(CN)6]蓝色沉淀；加入(NH4)2SO4，Al3+转化为NH4Al(SO4)2，再蒸发结晶，便可获得[NH4Al(SO4)2·12H2O，煅烧后得到-Al2O3。

(1)铝灰中氧化铝与硫酸反应生成硫酸铝和水，化学方程式为Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O。答案为：Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O；

(2)由以上分析可知，图中“滤渣”的主要成分为SiO2。答案为：SiO2；

(3)验证“沉铁”后，溶液中是否还含有铁离子，可使用K4[Fe(CN)6]溶液检验，操作方法为静置，溶液澄清后，继续向上层清液中滴加K4[Fe(CN)6]溶液，若无现象，则溶液中不含有铁元素，反之，则有。或加KSCN溶液，观察溶液是否变为血红色；答案为：静置，溶液澄清后，继续向上层清液中滴加K4[Fe(CN)6]溶液，若无现象，则溶液中不含有铁元素，反之，则有。或加KSCN溶液；

(4)煅烧后，所得气体为NH3、N2、SO3、SO2，通过NaHSO3溶液，可吸收SO3和NH3；通过KMnO4溶液，可吸收SO2，最后剩余N2和水蒸气，用排水法收集，气体主要为N2。

①集气瓶中收集到的气体是N2。答案为：N2；

②足量饱和NaHSO3溶液吸收的物质除大部分H2O(g)外还有SO3、NH3。答案为：SO3、NH3；

③KMnO4溶液褪色(MnO4-还原为Mn2+)，则MnO4-与SO2反应生成Mn2+、SO42-等，发生的离子反应方程式为2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+。答案为：2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+。