题目内容
用含有Al2O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的铝灰制备Al2(SO4)3·18H2O
，工艺流程如下(部分操作和条件略)：
Ⅰ.向铝灰中加入过量稀H2SO4，过滤；
Ⅱ.向滤液中加入过量KMnO4溶液，调节溶液的pH约为3；
Ⅲ.加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色；
Ⅳ.加入MnSO4至紫红色消失，过滤；
Ⅴ.浓缩、结晶、分离，得到产品。
(1)H2SO4溶解Al2O3的离子方程式是____________________________________。
(2)将MnO
氧化Fe2＋的离子方程式补充完整：
MnO＋
Fe2＋＋________＝Mn2＋＋Fe3＋＋________。
(3)已知：
生成氢氧化物沉淀的pH
| Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | |
| 开始沉淀时[来源:学.科.网] | 3.4 | 6.3 | 1.5 |
| 完全沉淀时 | 4.7 | 8.3 | 2.8 |
注：金属离子的起始浓度为0.1 mol·L－1
根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的：________。
(4)己知：一定条件下，MnO可与Mn2＋反应生成MnO2。
① 向 Ⅲ 的沉淀中加入浓HCl并加热，能说明沉淀中存在MnO2的现象是__________。
② Ⅳ 中加入MnSO4的目的是_____________________________________________。
解析：本题主要考查化工制备知识，意在考查考生的信息挖掘能力
、实验探究能力以及解答综合实验问题的能力。由题给条件，加入过量稀硫酸，发生反应：Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O，FeO·xFe2O3＋(3x＋1)H2SO4===FeSO4＋xFe2(SO4)3＋(3x＋1)H2O，过滤后得到的滤液为Al2(SO4)3、FeSO4、Fe2(SO4)3和硫酸的混合溶液，滤渣为SiO2；向滤液中加入过量的高锰酸钾溶液，目的是将Fe2＋全部氧化为Fe3＋，然后调节pH约为3，由题给表格(生成氢氧化物沉淀的pH)信息知，此时Fe3＋全部转化为氢氧化铁沉淀，上层溶液为KMnO4和硫酸铝，根据题给信息，一定条件下，MnO可与Mn2＋反应生成MnO2，从而把上层溶液中的MnO除去，最后浓缩、结晶、分离。得到产品。(1)H2SO4溶解Al2O3的离子方程式是Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O。(2)由题意，在酸性条件下高锰酸钾把Fe2＋氧化成Fe3＋，所以反应物中添上H＋，生成物中添上H2O，配平得：MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O。(3)步骤Ⅱ的目的是将Fe2＋全部氧化为Fe3＋，然后调节pH约为3，使Fe3＋全部转化为Fe(OH)3沉淀。(4)①根据反应：MnO2＋4HCl(浓)
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O可知，有黄绿色气体产生时说明沉淀中有MnO2；②加入MnSO4可除去过量的MnO。
答案：(1)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O (2)5 8H＋ 5 4H2O (3)pH约为3时，Fe2＋和Al3＋不能形成沉淀，将Fe2＋氧化为Fe3＋，可使铁完全沉淀
(4)①生成黄绿色气体 ②除去过量的MnO
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、Ca2＋ B．H＋、Na＋、SO
、CO
三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末，常用作颜料。某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末是Fe2O3、Cu2O或二者的混合物。探究过程如下：
查阅资料：Cu2O是一种碱性氧化物，溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4，在空气中加热生成CuO。
提出假设
假设1：红色粉末是Fe2O3
假设2：红色粉末是Cu2O
假设3：红色粉末是Fe2O3和Cu2O的混合物
设计探究实验
取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加KSCN试剂。
(1)若假设1成立，则实验现象是_____________________________________________。
(2)若滴加KSCN试剂后溶液不变红色，则证明原固体粉末中一定不含三氧化二铁。你认为这种说法合理吗？________。简述你的理由(不需写出反应方程式)____________
________________________________________________________________________。
(3)若固体粉末完全溶解无固体存在，滴加KSCN试剂时溶液不变红色，则证明原固体粉末是________，写出发生反应的离子方程式________________________________。
探究延伸
经实验分析，确定红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物。
(4)实验小组欲用加热法测定Cu2O的质量分数，取a g固体粉末在空气中充分加热，待质量不再变化时，称其质量为b g(b＞a)，则混合物中Cu2O的质量分数为________。
(5)实验小组欲利用该红色粉末制取较纯净的胆矾(CuSO4·5H2O)。经查阅资料得知，在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋分别生成沉淀的pH如下：
| 物质 | Cu(OH)2 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 |
| 开始沉淀pH | 6.0 | 7.5 | 1.4 |
| 沉淀完全pH | 13 | 14 | 3.7 |
实验室有下列试剂可供选择：A.氯水 B．H2O2 C．NaOH D．Cu2(OH)2CO3
实验小组设计如下实验方案：
试回答：
①试剂1为________(填字母，后同)，试剂2为________。
②固体X的化学式为____________________________________________________。
③操作Ⅰ为___________________________________________________________。
