Question

（14分）

明矾[KAl(SO4)2·12H2O] 在生产、生活中有广泛用途：饮用水的净化；造纸工业上作施胶剂；食品工业的发酵剂等。利用炼铝厂的废料——铝灰（含Al 、 Al2O3及少量SiO2和FeO ·xFe2O3）可制备明矾。工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）明矾净水的原理是（用离子方程表示）

（2）操作Ⅰ是 ，操作Ⅱ是蒸发浓缩、 、过滤、 干燥。

（3）检验滤液A中是否存在Fe2+的方法是 （只用一种试剂）

（4）在滤液A中加入高锰酸钾的目的是 ，发生反应的离子方程式为（该条件下Fe2+ 转化为Fe3+，MnO4- 转化为Mn2+） 。

已知：生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示

	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

注：金属离子的起始浓度为0.1 mol·L-1

根据表中数据解释调pH=3的目的 。

（5）己知:在pH=3、加热条件下，MnO4- 可与Mn2+反应生成MnO2。加入MnSO4发生反应的离子方程式为： 。滤渣2含有的物质是 。

（6）以Al和NiO(OH)为电极，KOH溶液为电解液可组成新型、高效电池，充放电过程中，发生Ni(OH)2与NiO(OH)之间的转化，写出放电时电池反应的化学方程式 。

 

Answer 1

（1） Al3+ +3H2O Al(OH)3 +3H+ ；（2）过滤 冷却结晶 洗涤

（3）取适量滤液A于试管中，滴加铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，证明Fe2+存在。

（4）使Fe2+转化为Fe3+ ；5Fe2+ +MnO4- +8H+ ==5Fe3+ +Mn2+ +4H2O；使Fe3+转化成Fe(OH)3沉淀

（5）3Mn2+ +2MnO4- +2H2O=5MnO2 +4H+; MnO2 Fe(OH)3

（6） Al+3NiO(OH)+KOH +H2O=KAlO2+3Ni(OH)2

【解析】

试题分析：（1）明矾是强酸弱碱盐，弱酸根离子Al3+水解产生氢氧化铝胶体，能够吸附水中悬浮的物质形成沉淀而除去，从而达到达到净水的目的。其反应原理用方程式表示是Al3+ +3H2O Al(OH)3 +3H+ ；（2）操作Ⅰ是将难溶性固体与溶液分离的操作，叫过滤。操作Ⅱ是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥就得到明矾。（3）检验滤液A中是否存在Fe2+的方法是取适量滤液A于试管中，滴加铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，证明Fe2+存在。或加入KSCN溶液，无明显变化，在滴加几滴H2O2溶液，溶液变为血红色，就证明含有Fe2+存在。（4）在滤液A中加入高锰酸钾的目的是使Fe2+转化为Fe3+；发生反应的离子方程式为5Fe2+ +MnO4- +8H+ ==5Fe3+ +Mn2+ +4H2O；;根据表中数据可知当溶液的pH=3时Fe3+可以形成沉淀Fe(OH)3。（5）根据题意可得方程式3Mn2+ +2MnO4- +2H2O=5MnO2 +4H+; 由于溶液的pH=3,所以滤渣的成分含有MnO2和 Fe(OH)3。（6）根据题意结合反应条件可知：在放电时，电池反应的化学方程式Al+3NiO(OH)+ KOH +H2O=KAlO2+3Ni(OH)2。

考点：考查盐的水解、混合物的分离、离子的检验、离子方程式的书写、原电池反应原理及应用的知识。