Question

【题目】铵明矾是一种广泛应用于医药、食品、污水处理等多个行业的重要化工产品。以高岭土（含SiO2、Al2O3、少量Fe2O3等）为原料制备硫酸铝晶体[Al2(SO4)3·18H2O]和铵明矾[NH4Al(SO4)2·12H2O]的工艺流程如下图所示。

请回答下列问题：

（1）高岭土首先需要灼烧，实验室灼烧高岭土所需的实验仪器有 （填字母）。

a.蒸发皿 b.泥三角 c.漏斗 d.酒精灯 e.三脚架 f.坩埚 g.烧杯 h.试管

（2）研究发现，随着酸熔温度升高，氧化铝的溶出率增大，但若酸熔时温度过高（超过240℃），SiO2不仅会消耗硫酸，导致氧化铝溶出率下降，还会同时产生高温的腐蚀性气体，该副反应的化学方程式为 。

（3）要检验除铁后的滤液中是否含有Fe3＋，应采取的实验方法为 ；滤渣2的主要成分为 （填化学式）。

（4）“分离1”操作包含的实验步骤有 、 、 、洗涤、干燥。

（5）中和结晶操作是将过滤出硫酸铝晶体后的滤液，先用硫酸调节酸铝比（溶液中游离硫酸和硫酸铝的物质的量之比），再用氨水中和至一定的pH值即可析出铵明矾晶体，写出该过程中的总反应方程式 。

Answer 1

【答案】（1）bdef （2）SiO2+H2SO4(浓)H2SiO3+SO3↑（3）取少量除铁后的滤液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液变为血红色则含Fe3+，否则不含Fe3+；Fe(OH)3（4）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤

（5）Al2(SO4)3 +H2SO4 +2NH3·H2O +22H2O=2[NH4Al(SO4)2·12H2O]↓或Al2(SO4)3 +H2SO4 +2NH3 +24H2O=2[NH4Al(SO4)2·12H2O]↓

【解析】

高岭土（含SiO2、Al2O3、少量Fe2O3等）用浓硫酸溶解，Al2O3和Fe2O3反应生成Al2(SO4)3和Fe2(SO4)3，SiO2不反应，则滤渣1为SiO2，滤液中含有Al2(SO4)3和Fe2(SO4)3及过量的硫酸，向滤液中加入试剂除铁，则滤渣2为氢氧化铁；

（1）高岭土首先需要灼烧，实验室灼烧高岭土所需的实验仪器有泥三角、酒精灯、三脚架、坩埚，答案选bdef；

（2）随着酸熔温度升高，氧化铝的溶出率增大，但若酸熔时温度过高（超过240℃），SiO2不仅会消耗硫酸，导致氧化铝溶出率下降，还会同时产生高温的腐蚀性气体为三氧化硫，则该副反应的化学方程式为 SiO2+H2SO4(浓)H2SiO3+SO3↑；

（3）检验滤液中是否含有Fe3＋，应用KSCN溶液，实验方法为取少量除铁后的滤液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液变为血红色则含Fe3+，否则不含Fe3+；

（4）“分离1”操作包含的实验步骤有蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；

（5）中和结晶操作是将过滤出硫酸铝晶体后的滤液，先用硫酸调节酸铝比（溶液中游离硫酸和硫酸铝的物质的量之比），再用氨水中和至一定的pH值即可析出铵明矾晶体，该过程中的总反应方程式为Al2(SO4)3 +H2SO4 +2NH3·H2O +22H2O=2[NH4Al(SO4)2·12H2O]↓

或Al2(SO4)3 +H2SO4 +2NH3 +24H2O=2[NH4Al(SO4)2·12H2O]↓。