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：

（1）铝灰中氧化铝与硫酸反应的化学方程式为 。

（2）用图中“滤渣”和NaOH焙烧制备硅酸钠，可采用的装置为 （填选项编号）。

（3）在实验流程中，加30%的H2O2溶液发生的离子反应方程式为 。

（4）验证“沉铁”后，溶液中是否还含有铁离子的操作方法为 。

（5）若用调节pH溶液“沉铁”，则得到Fe(OH)3，已知：25℃时，Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38，则该温度下反应Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+的平衡常数为 。

（6）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。

①集气瓶中收集到的气体是 (填化学式)。

②KMnO4溶液褪色，发生的离子反应方程式为 。

Answer 1

【答案】（1）Al2O3+ 3H2SO4= Al2（SO4）3+ 3H2O（2分）（2）B（1分）

（3）2Fe2++H2O2+2H+= 2Fe3++2H2O（2分）

（4）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。（其它合理答案）（2分）

（5）2.5×10-5（2分）

（6）①N2（1分）②2MnO4－ +5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42－+4H+（2分）

【解析】试题（1）铝灰中氧化铝与硫酸反应的化学方程式为Al2O3+ 3H2SO4= Al2(SO4)3+ 3H2O；

（2）FeO、Fe2O3和氧化铝溶于酸，二氧化硅不溶形成滤渣，二氧化硅和NaOH焙烧制备硅酸钠，不能用玻璃和瓷质容器，所以可采用的装置为B；

（3）过滤后滤液中存在Fe2+、Fe3+，Al3+，加30%的H2O2溶液会氧化Fe2+，离子反应方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；

（4）在被氧化后的溶液中加入了K4[Fe(CN)6]溶液把Fe3+沉淀，验证溶液中是否还含有铁离子的操作方法为静置，待溶液澄清后，继续向上层清液中滴加K4[Fe(CN)6]溶液，若无现象，则溶液中不含铁元素，反之则有；

（5）Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38，即c(Fe3+)c3(OH-)=4.0×10-38，该温度下反应Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+的平衡常数K=c3(H+)/c(Fe3+)=Kw3/c(Fe3+)c3(OH-)=(10-14)3/4.0×10-38=2.5×10-5；

（6）①通过饱和亚硫酸氢钠溶液除去氨气、三氧化硫，通过高锰酸钾溶液除去二氧化硫气体，故收集的气体为N2；②KMnO4溶液与二氧化硫反应，离子反应方程式为2MnO4－+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42－+4H+。