Question

【题目】高纯度氧化铝有广泛的用途，某研究小组研究用以下流程制取高纯度氧化铝：

根据上述流程图填空：
（1）“除杂”操作是加入过氧化氢后，用氨水调节溶液的pH约为8.0，以除去硫酸铵溶液中的少量Fe2+ ． 请写出在除去Fe2+离子的过程中，发生的主要反应的离子方程式 ．
（2）通常条件下Ksp〔Fe（OH）3〕=4.0×10﹣38 ， 除杂后溶液中c（Fe3+）约为 ．
（3）配制硫酸铝溶液时，需用硫酸酸化，酸化的目的是 ．
（4）“结晶”这步操作中，母液经蒸发浓缩至溶液表面刚出现薄层晶体即停止加热，然后冷却结晶，得到铵明矾晶体（含结晶水）．母液不能蒸干的原因是 ．
（5）“分离”操作的名称是 （填字母代号）．
A.蒸馏
B.分液
C.过滤
（6）铵明矾晶体的化学式为NH4Al（SO4）212H2O，在0.1mol/L铵明矾的水溶液中，离子浓度最大的离子是 ， 离子浓度最小的离子是 ．

Answer 1

【答案】
（1）2Fe2++H2O2+4NH3?H2O=2Fe（OH）3↓+4NH4+
（2）4×10﹣20mol/L
（3）抑制Al3+水解
（4）减少可溶性杂质的析出及Al3+水解
（5）C
（6）SO42﹣；OH﹣
【解析】解：（1.）亚铁离子具有还原性，双氧水具有强氧化性，在碱性溶液中，亚铁离子被氧化生成铁离子，铁离子与氢氧根结合生成氢氧化铁沉淀，此反应的离子反应方程式为：2Fe2++H2O2+4NH3H2O=2Fe（OH）3↓+4NH4+ ， 故答案为：2Fe2++H2O2+4NH3H2O=2Fe（OH）3↓+4NH4+；
（2.）KSP[Fe（OH）3]=4.0×10﹣38 ， PH=8，溶液中氢氧根离子浓度为：1×10﹣6mol/L，c（Fe3+）= mol/L=4.0×10﹣20mol/L，故答案为：4.0×10﹣20mol/L；
（3.）由于铝离子在溶液中能够发生水解生成氢氧化铝，所以加入硫酸酸化，抑制了铝离子的水解，故答案为：抑制Al3+水解；
（4.）由于蒸干会析出可溶性杂质的析出，且Al3+水解程度增大，所以母液不能蒸干，故答案为：减少可溶性杂质的析出及Al3+水解；
（5.）通过过滤，将硫酸铝晶体从溶液中分离，所以C正确；故选C；
（6.）铵明矾晶体的化学式为NH4Al（SO4）212H2O，在0.1mol/L铵明矾的水溶液中，未水解前，c（Al3+）=c（NH4+）=0.1mol/L，由于铵根和铝离子均水解，水解结合水电离出的氢氧根，故水解后浓度均小于0.1mol/L，c（SO42﹣）=0.2mol/L，0.2＞0.1，故答案为：SO42﹣；OH﹣ ．
（1）H2O2溶液具有强氧化性，可以氧化亚铁离子生成铁离子，铁离子在氨水存在的条件下生成氢氧化铁红褐色沉淀；（2）根据氢氧化铁的溶度积及PH=8计算出铁离子浓度；（3）铝离子在溶液中能够发生水解生成氢氧化铝；（4）蒸干会析出可溶性杂质的析出，且Al3+水解程度增大；（5）将晶体与溶液分离的操作是过滤；（6）根据题中所给的化学式，利用铵根和铝离子水解进行解答即可．