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），其制备实验流程如下图：

（1）写出铝灰与氢氧化钠溶液反应涉及的化学方程式：_______________________。

（2）加30%H2O2溶液发生的离子反应方程式为______________________________。

（3）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，将产生的气体通过下图所示的装置。

集气瓶中收集到的气体是_______（填化学式）。

②酸性KMnO4溶液紫色变浅_______（填“能”或“不能”）说明煅烧硫酸铝铵晶体产物中含有SO2气体？理由：______。

Answer 1

【答案】Al2O3＋2NaOH＋3H2O=2Na[Al(OH)4]、SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O N2 不能 饱和NaHSO3在吸收SO3的同时会也释放出SO2

【解析】

铝灰的主要成分为Al2O3（含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3）加稀硫酸，Al2O3、FeO、Fe2O3转化为离子，SiO2不溶于硫酸，过滤，滤液中含有Al3+、Fe2+、Fe3+，加双氧水，Fe2+被氧化为Fe3+，加入K4[Fe（CN）6]，Fe3+转化为沉淀，过滤，在滤液中加入硫酸铵，生成NH4Al（SO4）2，结晶、干燥、煅烧得到α氧化铝；

（1）铝灰的主要成分为Al2O3（含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3），Al2O3与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，其反应的方程式为：Al2O3＋2NaOH＋3H2O=2Na[Al(OH)4]；SiO2与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，其反应的方程式为：SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O，故答案为：Al2O3＋2NaOH＋3H2O=2Na[Al(OH)4]；SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O。

（2）滤液中含有Al3+、Fe2+、Fe3+，加30%的H2O2溶液Fe2+被氧化为Fe3+，其反应的离子方程式为： 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O，故答案为：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O。

（3）①[NH4Al(SO4）2·12H2O]分解生成的气体NH3和SO3被亚硫酸氢钠吸收，二氧化硫被高锰酸钾吸收，所以最后集气瓶中收集到的气体是N2；故答案为：N2；

②酸性KMnO4溶液紫色变浅不能说明煅烧硫酸铝铵晶体产物中含有SO2气体，因为饱和NaHSO3在吸收SO3的同时会也释放出SO2，故答案为：不能；饱和NaHSO3在吸收SO3的同时会也释放出SO2。