题目内容
【题目】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_______________(用离子方程式表示)
(2)操作I是__________，操作II是蒸发浓缩、____________、过滤、洗涤、干燥。
(3)将铝灰投入NaOH溶液中生成气体的化学方程式是_____________。在滤液A中加入KMnO4发生反应的离子方程式为_______________。
(4)已知：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__________。
【答案】Al3++3H2O
Al(OH)3(胶体) +3H+ 过滤 冷却结晶 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ 5Fe2++MnO4－+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O 3Mn2++2MnO4－+2H2O=5MnO2↓+4H+ MnO2、Fe(OH)3
【解析】
铝灰(含Al、Al2O3及少量SiO2和FeOxFe2O3)，加入过量稀硫酸酸溶过滤，滤液为硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸铁，滤渣Ⅰ为二氧化硅和不溶性杂质，滤液A中加入稍过量高锰酸钾溶液氧化亚铁离子为铁离子，调节溶液PH使铁离子全部沉淀，铝离子不沉淀，加入适量硫酸锰除去过量的高锰酸钾，过滤得到二氧化锰固体和氢氧化铁沉淀，滤液主要是硫酸铝溶液，加入硫酸钾蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤得到硫酸铝钾晶体；
(1)明矾净水的原理是铝离子水解生成的氢氧化铝具有吸附悬浮杂质的作用；
(2)固体和液体分离需要用过滤操作，溶液中得到晶体的方法是蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤，干燥得到明矾晶体；
(3)将铝灰投入氢氧化钠溶液中生成气体的反应是铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，酸性溶液中高锰酸钾溶液能氧化亚铁离子为铁离子，本身被还原为锰离子；
(4)在pH=3、加热条件下，MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2。加入MnSO4发生反应结合原子守恒和电荷守恒配平书写离子方程式；过滤得到反应中生成的难溶的二氧化锰和沉淀得到的氢氧化铁沉淀。
铝灰(含Al、Al2O3及少量SiO2和FeOxFe2O3)，加入过量稀硫酸酸溶过滤，滤液为硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸铁，滤渣Ⅰ为二氧化硅和不溶性杂质，滤液A中加入稍过量高锰酸钾溶液氧化亚铁离子为铁离子，调节溶液PH使铁离子全部沉淀，铝离子不沉淀，加入适量硫酸锰除去过量的高锰酸钾，过滤得到二氧化锰固体和氢氧化铁沉淀，滤液主要是硫酸铝溶液，加入硫酸钾蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到硫酸铝钾晶体；
(1)明矾净水的原理是铝离子水解生成氢氧化铝具有吸附悬浮杂质的作用，反应的离子方程式为：Al3++3H2OAl(OH)3(胶体) +3H+；
(2)固体和液体分离需要用过滤操作，操作Ⅰ是过滤，操作Ⅱ是溶液中得到晶体的方法，利用蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤，干燥得到明矾晶体；
(3)将铝灰投入氢氧化钠溶液中生成气体的反应是铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的化学方程式：2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑，酸性溶液中高锰酸钾溶液能氧化亚铁离子为铁离子，本身被还原为锰离子，反应的离子方程式为：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O；
(4)在pH=3、加热条件下，MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2。加入MnSO4发生反应，反应的离子方程式为：3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2+4H+；过滤得到反应中生成的难溶的二氧化锰和沉淀得到的氢氧化铁沉淀。
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