Question

【题目】明矾石的主要成分为K2SO4·A12(SO4)3·2A12O3·6H2O此外还含有少量Fe2O3杂质。某校研究小组利用明矾石制备氢氧化铝的流程如下

（1）可看成是硫酸铝和单质硫反应,生成氧化铝和一种气体,写该反应的化学方程式为__________________________________________。

（2）分离溶液和废渣的操作需要用到的玻璃仪器有:____________________________________，溶解时反应的离子方程式为________________________________。

（3）“调节pH”后过滤、洗涤A1(OH)3沉淀,证明沉淀已洗涤干净的实验操作和现象是______________________________________________。

（4）母液中可回收的物质是_____________________________。

（5）若“焙烧”过程中恰好消耗32g硫黄;则理论上最终可得到_____g氢氧化铝。

Answer 1

【答案】 2Al2（SO4）3＋3S 2 Al2O3＋9 SO2 ↑ 烧杯，玻璃棒，漏斗 Al2O3＋2OH－=2AlO2－＋H2O 取最后一次洗涤的滤液于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则证明已洗涤干净 K2SO4、Na2SO4 312

【解析】根据元素守恒和得失电子守恒，硫酸铝和硫单质发生的是氧化还原反应，氧化产物和含有产物为二氧化硫，可知焙烧炉中发生反应，故生成炉气中含二氧化硫，熟料中含氧化铝、氧化铁、硫酸钾等，加入氢氧化钠和水，氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，氧化铁不反应，过滤，滤渣中含氧化铁，滤液中含偏铝酸钠和硫酸钾、氢氧化钠等；用硫酸调节pH，得到氢氧化铝沉淀和硫酸钠、硫酸钾，过滤得母液中含硫酸钾、硫酸钠溶质，

（1） 根据元素守恒和得失电子守恒，硫酸铝和硫单质发生的是氧化还原反应，氧化产物和含有产物为二氧化硫，可知焙烧炉中发生反应的化学方程式为2Al2(SO4)3＋3S 2 Al2O3＋9 SO2 ↑ ；（2）分离溶液和废渣的操作用过滤，氢氧化钠与氧化铝反应生成偏铝酸钠和水，反应的离子方程式为Al2O3+2OH－=2AlO2－+H2O；（3）Al(OH)3沉淀具有吸附性，可吸附硫酸根离子，通过检验硫酸根离子的方法进行实验，方法为取最后一次洗涤的流出液于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成则已洗涤干净；4）根据流程分析可知“母液”中含有硫酸盐中含有K2SO4、Na2SO4，都可回收利用；（5）2Al2(SO4)3＋3S 2 Al2O3＋9 SO2 ↑ 依据铝元素守恒计算，若“焙烧”过程中恰好消耗48g硫黄物质的量=32g/32g·mol－1=1.0mol，反应的Al2(SO4)3物质的量为2/3 mol，K2SO4·Al2(SO4)3·2Al2O3·6H2O物质的量为2/3 mol，

K2SO4·Al2(SO4)3·2Al2O3·6H2O～6Al(OH)3，

1 6×78

2/3mol m

则理论上最终可得到m=312g.