Question

1．用铝灰（含有Al₂O₃、FeO、Fe₂0₃和少最SiO₂）来的制备碱式硫酸铝[Al₂（OH）₄SO₄]，其工艺流程如下：

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	3.4	6.3	1.5
完全沉淀时	4.7	8.3	2.8

（1）X为氧化铝，滤渣I的主要成分是二氧化硅和氢氧化铁，MnS0₄在“除锰”中的作用是还原剂
（2）设计一个简单的实验，证明上述流程中铁元素已被沉淀完全取第一次调节PH后的清液于试管中，滴加硫氰化钾溶液，若溶液呈血红色，说明沉淀不完全，反之沉淀完全
（3）写出第一次调节pH的范围[2.8，3.4），第二次调节pH时，若溶液的pH偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低
（4）加入CaC0₃制备碱式硫酸铝的化学方程式为Al₂（SO₄）₃+2CaC0₃+2H₂O=Al₂（OH）₄SO₄+2CaSO₄+2C0₂↑．

Answer 1

分析 Al₂O₃、FeO、Fe₂0₃和与硫酸反应，而二氧化硅与硫酸不反应，加入高锰酸钾是将亚铁氧化成铁离子，可以加入氧化铝或者氢氧化铝来调节溶液的PH，但是氧化物所以是氧化铝，使铁离子完全沉淀，加入硫酸锰还原高锰酸根离子，然后加入碳酸钙调节溶液的PH，从而使碱式硫酸铝[Al₂（OH）₄SO₄]析出，由此分析解答．
（1）X为氧化铝，滤渣I的主要成分是二氧化硅和氢氧化铁，MnS0₄在“除锰”中的作用是还原剂；
（2）铁离子的检验加入硫氰化钾，观察溶液是否呈血红色；
（3）第一次调节pH使铁离子沉淀而铝离子不能沉淀，所以范围为：[2.8，3.4），第二次调节pH时，若溶液的pH偏高，碱性增加，溶液中的铝离子转化成偏铝酸根离子；（4）加入CaC0₃制备碱式硫酸铝的化学方程式为 Al₂（SO₄）₃+2CaC0₃+2H₂O=Al₂（OH）₄SO₄+2CaSO₄+2C0₂↑．

解答 解：Al₂O₃、FeO、Fe₂0₃和与硫酸反应，而二氧化硅与硫酸不反应，加入高锰酸钾是将亚铁氧化成铁离子，可以加入氧化铝或者氢氧化铝来调节溶液的PH，但是氧化物所以是氧化铝，使铁离子完全沉淀，加入硫酸锰还原高锰酸根离子，然后加入碳酸钙调节溶液的PH，从而使碱式硫酸铝[Al₂（OH）₄SO₄]析出，
（1）X为氧化铝，滤渣I的主要成分是二氧化硅和氢氧化铁，MnS0₄在“除锰”中的作用是还原剂，故答案为：氧化铝；二氧化硅和氢氧化铁；还原剂；
（2）铁离子的检验加入硫氰化钾，观察溶液是否呈血红色，操作是取第一次调节PH后的清液于试管中，滴加硫氰化钾溶液，若溶液呈血红色，说明沉淀不完全，反之沉淀完全，故答案为：取第一次调节PH后的清液于试管中，滴加硫氰化钾溶液，若溶液呈血红色，说明沉淀不完全，反之沉淀完全；
（3）第一次调节pH使铁离子沉淀而铝离子不能沉淀，所以范围为：[2.8，3.4），第二次调节pH时，若溶液的pH偏高，碱性增加，溶液中的铝离子转化成偏铝酸根离子，故答案为：[2.8，3.4），溶液中铝元素的含量降低；
（4）加入CaC0₃制备碱式硫酸铝的化学方程式为 Al₂（SO₄）₃+2CaC0₃+2H₂O=Al₂（OH）₄SO₄+2CaSO₄+2C0₂↑，故答案为：Al₂（SO₄）₃+2CaC0₃+2H₂O=Al₂（OH）₄SO₄+2CaSO₄+2C0₂↑．

点评 本题考查了物质的制备原理，明确物质的性质是解本题关键，会从整体上分析每一步发生的反应及基本操作，知道加入物质的用途，题目难度中等．