Question

【题目】利用明矾石（主要成分：K2SO4Al2（SO4）32Al2O36H2O，少量杂质Fe2O3）制备氢氧化铝的流程如图所示：

（1）焙烧炉中反应为：2Al2（SO4）3+3S═2Al2O3+9SO2； 该反应的氧化剂及被氧化的元素分别是：；若生成1mol Al2O3 ， 则转移电子数是个；
（2）熟料溶解时的离子方程式： ．
（3）检验废渣中含有Fe2O3所需的试剂： ． 所观察到的现象为
（4）母液中溶质的主要成分的化学式为：；溶液调节pH后经过滤、洗涤可得Al（OH）3沉淀，证明沉淀洗涤干净的实验操作和现象是： ．

Answer 1

【答案】
（1）Al2（SO4）3；3.612×1024
（2）Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O
（3）HCl、KSCN；溶液显血红色
（4）K2SO4、Na2SO4；取最后一次的洗涤液于试管中，加入BaCl2溶液，无白色沉淀产生，证明洗涤干净
【解析】解：由制备流程可知，明矾石脱水后，在焙烧炉中发生反应的化学方程式为2Al2（SO4）3+3S 2Al2O3+9SO2 ， 得到的炉气主要为SO2 ， 熟料中含K2SO4、Al2O3及少量的Fe2O3 ， 然后加NaOH、H2O溶解时，发生Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O，废渣中含Fe2O3 ， 溶液中含K2SO4、NaAlO2、Na2SO4 ， 最后加硫酸条件pH，AlO2﹣转化为Al（OH）3 ， 母液中离子主要有K+、Na+、SO42﹣ ， 含有溶质为K2SO4、Na2SO4 ， （1）反应中Al2（SO4）3→SO2 ， 硫元素化合价由+6价降低为+4价，故Al2（SO4）3是氧化剂，反应中硫单质中硫元素化合价由0价升高为SO2中+4价，硫单质为还原剂，生成1molAl2O3需要硫的物质的量为1mol× =1.5mol，转移电子的物质的量为1.5mol×4=6mol，转移电子数目为6mol×6.02×1023mol﹣1=3.612×1024 ， 所以答案是：Al2（SO4）3；3.612×1024；（2）由工艺流程可知，熟料溶解为氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，离子方程式为Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O，所以答案是：Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O；（3）因含铁离子的溶液加KSCN溶液变为血红色可检验铁离子，选择HCl溶解固体，KSCN检验铁离子，则检验废渣中含有Fe2O3所需的试剂为HCl、KSCN，所以答案是：HCl、KSCN；溶液显血红色；（4）由上述分析可知，加硫酸调pH值时，AlO2﹣转化为Al（OH）3 ， 母液中离子主要有K+、Na+、SO42﹣ ， 含有溶质为K2SO4、Na2SO4；沉淀洗涤干净则表面不含硫酸根离子，沉淀洗涤干净的实验操作和现象是取最后一次的洗涤液于试管中，加入BaCl2溶液，无白色沉淀产生，证明洗涤干净，所以答案是：K2SO4、Na2SO4；取最后一次的洗涤液于试管中，加入BaCl2溶液，无白色沉淀产生，证明洗涤干净．