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）加30%的H2O2溶液的目的是_________________________________。

（3）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为___________（填化学式）。

②KMnO4溶液褪色（MnO4－还原为Mn2+），此褪色过程中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______________。

Answer 1

【答案】 Al2O3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2O 氧化Fe2+为Fe3+，有利于在沉铁过程中除去 N2 2:5

【解析】(1)Al2O3与硫酸反应生成硫酸铝和水，其反应的方程式为：Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O；

(2)滤液中含有Al3+、Fe2+、Fe3+，加30%的H2O2溶液Fe2+被氧化为Fe3+，有利于生成氢氧化铁沉淀而除去；
(3)①NH4Al(SO4)212H2O分解生成的气体NH3和SO3被亚硫酸钠吸收，二氧化硫被高锰酸钾吸收，所以最后集气瓶中收集到的气体是N2；

②酸性条件下，KMnO4与二氧化硫反应生成硫酸根离子和锰离子，其反应的离子方程式为：2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：5。