题目内容
明矾石经处理后得到明矾[KAl（SO4）2?12H2O]．从明矾制备Al、K2SO4、和H2SO4的工艺过程如图所示：
焙烧明矾的化学方程式为：4KAl（SO4）2?12H2O+3S═2K2SO4+2Al2O3+9SO2+48H2O
请回答下列问题：
（1）在焙烧明矾的反应中，氧化剂是 ，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 ．
（2）从水浸后的滤液中得到K2S04晶体的方法是 ．产物K2SO4中K元素的鉴定操作方法是 ．
（3）向明矾溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液至SO2-4恰好沉淀完全的离子反应方程式为 ．
（4）焙烧产生的SO2可用于制硫酸．已知25℃、l0lkPa时：
2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H1=-197kJ/mol；
H2O（g）?H2O（l）△H2=-44kJ/mol；
2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）═2H2SO4△H3=-545kJ/mol．
则SO3（g）与H2O（1）反应的热化学方程式是 ．
（5）假设整个过程中没有物质损失，理论上三种最终产物K2SO4，Al和H2SO4的物质的量之比为 ．
焙烧明矾的化学方程式为：4KAl（SO4）2?12H2O+3S═2K2SO4+2Al2O3+9SO2+48H2O
请回答下列问题：
（1）在焙烧明矾的反应中，氧化剂是
（2）从水浸后的滤液中得到K2S04晶体的方法是
（3）向明矾溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液至SO2-4恰好沉淀完全的离子反应方程式为
（4）焙烧产生的SO2可用于制硫酸．已知25℃、l0lkPa时：
2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H1=-197kJ/mol；
H2O（g）?H2O（l）△H2=-44kJ/mol；
2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）═2H2SO4△H3=-545kJ/mol．
则SO3（g）与H2O（1）反应的热化学方程式是
（5）假设整个过程中没有物质损失，理论上三种最终产物K2SO4，Al和H2SO4的物质的量之比为
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,热化学方程式
专题：实验设计题
分析：（1）依据化学方程式中元素化合价变化分析判断，元素化合价降低的做氧化剂，元素化合价升高的做还原剂；
（2）从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是利用硫酸钾溶解度随温度变化，可以利用蒸发溶剂方法结晶析出；钾离子焰色反应呈紫色；
（3）假设SO42-的物质的量为2mol，判断完全反应需要其它离子的物质的量，进而书写反应的离子方程式；
（4）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到；
（5）Al2O3电解得到铝单质，二氧化硫氧化后全部反应得到硫酸．
（2）从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是利用硫酸钾溶解度随温度变化，可以利用蒸发溶剂方法结晶析出；钾离子焰色反应呈紫色；
（3）假设SO42-的物质的量为2mol，判断完全反应需要其它离子的物质的量，进而书写反应的离子方程式；
（4）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到；
（5）Al2O3电解得到铝单质，二氧化硫氧化后全部反应得到硫酸．
解答：
解：（1）4KAl（SO4）2?12H2O+3S═2K2SO4+2Al2O3+9SO2+48H2O反应硫单质中硫元素化合价升高为+4价．硫酸根离子中硫元素化合价从+6价变化为+4价，复印纸还原剂是硫单质，氧化剂与还原剂的物质的量之比为6：3=2：1，故答案为：KAl（SO4）2?12H2O；2：1；
（2）从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是利用硫酸钾溶解度随温度变化不大，可以利用蒸发溶剂方法结晶析出晶体；钾离子焰色反应呈紫色，需要透过蓝色钴玻璃观察，故答案为：蒸发结晶；用盐酸洗过铂丝后，用火烧干后用铂丝蘸取待测溶液，到酒精灯火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察颜色，观察到紫色即证明有钾离子；
（3）假设SO42-的物质的量为2mol，则明矾溶液中含有2mol SO42-，1molAl3+，向明矾溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液至SO42-刚好沉淀完全时，需要2molBa（OH）2，即加入的Ba2+为2mol，OH-为4mol，生成2molBaSO4，1molAl3+与4molOH-反应生成1molAlO2-，反应的离子方程式为Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-═2BaSO4↓+AlO2-+2H2O，
故答案为：Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-═2BaSO4↓+AlO2-+2H2O；
（4）2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H1=-197kJ/mol；Ⅰ
H2O（g）?H2O（l）△H2=-44kJ/mol；Ⅱ
2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）═2H2SO4（l）△H3=-545kJ/mol．Ⅲ
依据盖斯定律Ⅲ-Ⅰ-2×Ⅱ得到：2SO3（g）+2H2O（l）=2H2SO4（l）△H=-260KJ/mol；
即反应的热化学方程式为：SO3（g）+H2O（l）=H2SO4（l）△H=-130KJ/mol；
故答案为：SO3（g）+H2O（l）=H2SO4（l）△H=-130KJ/mol；
（5）根据方程式4KAl（SO4）2?12H2O+3S═2K2SO4+2Al2O3+9SO2+48H2O，Al2O3电解得到铝单质，二氧化硫氧化后全部反应得到硫酸．可知最终产物K2SO4，Al和H2SO4的物质的量之比为2：4：9，故答案为：2：4：9．
（2）从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是利用硫酸钾溶解度随温度变化不大，可以利用蒸发溶剂方法结晶析出晶体；钾离子焰色反应呈紫色，需要透过蓝色钴玻璃观察，故答案为：蒸发结晶；用盐酸洗过铂丝后，用火烧干后用铂丝蘸取待测溶液，到酒精灯火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察颜色，观察到紫色即证明有钾离子；
（3）假设SO42-的物质的量为2mol，则明矾溶液中含有2mol SO42-，1molAl3+，向明矾溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液至SO42-刚好沉淀完全时，需要2molBa（OH）2，即加入的Ba2+为2mol，OH-为4mol，生成2molBaSO4，1molAl3+与4molOH-反应生成1molAlO2-，反应的离子方程式为Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-═2BaSO4↓+AlO2-+2H2O，
故答案为：Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-═2BaSO4↓+AlO2-+2H2O；
（4）2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H1=-197kJ/mol；Ⅰ
H2O（g）?H2O（l）△H2=-44kJ/mol；Ⅱ
2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）═2H2SO4（l）△H3=-545kJ/mol．Ⅲ
依据盖斯定律Ⅲ-Ⅰ-2×Ⅱ得到：2SO3（g）+2H2O（l）=2H2SO4（l）△H=-260KJ/mol；
即反应的热化学方程式为：SO3（g）+H2O（l）=H2SO4（l）△H=-130KJ/mol；
故答案为：SO3（g）+H2O（l）=H2SO4（l）△H=-130KJ/mol；
（5）根据方程式4KAl（SO4）2?12H2O+3S═2K2SO4+2Al2O3+9SO2+48H2O，Al2O3电解得到铝单质，二氧化硫氧化后全部反应得到硫酸．可知最终产物K2SO4，Al和H2SO4的物质的量之比为2：4：9，故答案为：2：4：9．
点评：本题考查了氧化还原反应概念分析判断，热化学方程式和盖斯定律的计算，元素守恒的计算应用，题目难度中等，注意与量有关的离子方程式的书写方法．
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