Question

【题目】明矾石的主要成分是K2SO4·Al2(SO4)3·2Al2O3·6H2O，此外还含有少量Fe2O3杂质。利用明矾石制备氢氧化铝的流程如下：

（1）“焙烧”过程中反应的化学方程式为2Al2(SO4)3＋3S2Al2O3＋________；该反应的氧化剂是________；该反应中被氧化的元素与被还原的元素的质量比是________。

（2）“溶解”时反应的离子方程式为___________________________。

（3）“调节pH”后过滤、洗涤Al(OH)3沉淀，证明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）工业上常用氢氧化铝脱水后的产物X熔融电解冶炼金属铝，则该反应的化学方程式是_________。

Answer 1

【答案】（1）9SO2↑，Al2(SO4)3，12；（2）Al2O3＋2OH－===2AlO2－＋H2O；（3）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已洗涤干净；（4）K2SO4、Na2SO4；（5）2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。

【解析】

试题分析：（1）根据化学反应方程式，元素守恒和原子守恒，相差9个S和18个O，因此缺少的是9个SO2，SO42－中S的化合价降低，S的化合价升高，因此氧化剂是Al2(SO4)3，被氧化的元素是化合价升高的元素，即S单质，物质的量为3molS，被还原的元素是化合价降低的元素，即SO42－中的S，其物质的量为6mol，因此两者的质量比为1：3；（2）熟料中含有Al2O3和Fe2O3、K2SO4，其中Al2O3属于两性氧化物，Fe2O3属于碱性氧化物，因此有Al2O3＋2OH－=2AlO2－＋H2O；（3）Al(OH)3表面有K2SO4，只要检验SO42－即可，操作：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已洗涤干净；（4）根据流程的分析，母液中含有杂质为Na2SO4和K2SO4；（5）脱水的产物是X，则X为Al2O3，因此电解反应方程式为：2Al2O3(熔融) 4Al＋3O2↑。