Question

【题目】用含有A12O3、SiO2和少量FeOxFe2O3的铝灰制备A12（SO4）318H2O．工艺流程如图：

（一定条件下，MnO4﹣可与Mn2+反应生成MnO2）
已知：生成氢氧化物沉淀的pH

	Al（OH）3	Fe（OH）2	Fe（OH）3
开始沉淀时	3.4	6.3	2.7
完全沉淀时	5.2	9.7	3.2

（1）H2SO4溶解A12O3的离子方程式是；
（2）检验滤液中还存在Fe2+的方法是（注明试剂、现象）．
（3）“除杂”环节有如下几个步骤：
（Ⅰ）向滤液中加入过量KMnO4溶液，调节溶液的pH为3.2；
（Ⅱ）加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色：
（Ⅲ）加入MnSO4至紫红色消失，过滤．
①步骤Ⅰ的目的；调节溶液的pH为3.2的目的是 ．
②向Ⅱ的沉淀中加入浓HCl并加热，能说明沉淀中存在MnO2的现象是 ， 写出其反应方程式；
③Ⅲ中加入MnSO4的目的是 ．
（4）从多次循环使用后母液中可回收的主要物质是（填化学式）．

Answer 1

【答案】
（1）Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
（2）取少量滤液，滴加KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色
（3）将Fe2+氧化为Fe3+；调节pH值使铁元素沉淀完全；有黄绿色气体生成；MnO2+4HCl（浓） MnCl2+Cl2↑+2H2O；除去过量的MnO4﹣
（4）K2SO4
【解析】解：向铝灰中加入过量稀H2SO4 ， A12O3和少量FeOxFe2O3和硫酸反应生成硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁，SiO2不反应，过滤除去二氧化硅；向滤液中加入过量KMnO4溶液，高锰酸钾把亚铁离子氧化成铁离子，调节溶液的pH约为3.7生成氢氧化铁沉淀，除去铁离子，过滤，滤液中含铝离子和过量的高锰酸根离子，加入硫酸锰把过量高锰酸根离子除去，再过滤，对滤液蒸发浓缩、结晶分离出硫酸铝晶体，（1）硫酸溶解氧化铝生成硫酸铝和水，反应的离子方程式为：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，所以答案是：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；（2）由于铁离子和亚铁离子同时存在，所以检验亚铁离子应该用酸性高锰酸钾溶液，方法为：取少量滤液，滴加KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色，
所以答案是：取少量滤液，滴加KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色；（3）①向滤液中加入过量KMnO4溶液，目的是氧化亚铁离子为三价铁离子；
依据图表数据分析可知，铁离子开始沉淀和沉淀完全的溶液PH为2.7～3.2，铝离子和亚铁离子开始沉淀的溶液pH大于3.2，所以调节溶液的pH约为3.2，可以使铁离子全部沉淀，铝离子不沉淀分离，
所以答案是：将Fe2+氧化为Fe3+；调节pH值使铁元素沉淀完全；②向Ⅱ的沉淀中加入浓HCl并加热，二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应MnO2+4HCl（浓） MnCl2+Cl2↑+2H2O，生成氯化锰、氯气和水，生成的氯气是黄绿色气体，能说明沉淀中存在MnO2的现象是生成黄绿色气体，
所以答案是：有黄绿色气体生成；MnO2+4HCl（浓） MnCl2+Cl2↑+2H2O；③MnO4﹣可与Mn2+反应生成MnO2 ， 过滤除去，所以可以利用MnSO4的溶液和高锰酸钾溶液反应生成二氧化锰，把过量高锰酸根离子除去，
所以答案是：除去过量的MnO4﹣；（4）反应后，溶液中存在较多的K+、SO42﹣便留在母液中，可回收的主要物质为K2SO4 ，
所以答案是：K2SO4 ．