题目内容
明矾石的主要成分是K2SO4?Al2（SO4）3?2Al2O3?6H2O，此外还含有少量Fe2O3杂质．利用明矾石制备氢氧化铝的流程如下：
（1）“焙烧”过程中反应的化学方程式为2Al2（SO4）3+3S
2Al2O3+ ；该反应的氧化剂是 ；该反应中被氧化的元素与被还原的元素的质量比是 ．
（2）“溶解”时反应的离子方程式为 ．
（3）“调节pH后过滤、洗涤Al（OH）3沉淀，证明已洗涤干净的实验操作和现象是 ．
（4）“母液”中可回收的物质是 ．
（5）工业上常用氢氧化铝脱水后的产物X熔融电解冶炼金属铝，则该反应的化学方程式为 ．
（1）“焙烧”过程中反应的化学方程式为2Al2（SO4）3+3S
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（2）“溶解”时反应的离子方程式为
（3）“调节pH后过滤、洗涤Al（OH）3沉淀，证明已洗涤干净的实验操作和现象是
（4）“母液”中可回收的物质是
（5）工业上常用氢氧化铝脱水后的产物X熔融电解冶炼金属铝，则该反应的化学方程式为
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用
专题：实验设计题
分析：根据元素守恒和得失电子守恒，可知焙烧炉中发生反应的化学方程式为2Al2（SO4）3+3S
2Al2O3+9SO2，故生成炉气中含二氧化硫，熟料中含氧化铝、氧化铁、硫酸钾等，加入氢氧化钠和水，氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，氧化铁不反应，过滤，滤渣中含氧化铁，滤液中含偏铝酸钠和硫酸钾、氢氧化钠等；用硫酸调节pH，得到氢氧化铝沉淀和硫酸钠、硫酸钾，过滤得母液中含硫酸钾、硫酸钠溶质．
（1）所含元素化合价降低的反应物是氧化剂；根据得失电子守恒计算；
（2）氢氧化钠与氧化铝反应生成偏铝酸钠和水；
（3）Al（OH）3沉淀具有吸附性，可吸附硫酸根离子，通过检验硫酸根离子的方法进行实验；
（4）“母液”中含有硫酸盐；
（5）氢氧化铝脱水生成氧化铝，电解熔融的氧化铝得到Al和氧气．
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（1）所含元素化合价降低的反应物是氧化剂；根据得失电子守恒计算；
（2）氢氧化钠与氧化铝反应生成偏铝酸钠和水；
（3）Al（OH）3沉淀具有吸附性，可吸附硫酸根离子，通过检验硫酸根离子的方法进行实验；
（4）“母液”中含有硫酸盐；
（5）氢氧化铝脱水生成氧化铝，电解熔融的氧化铝得到Al和氧气．
解答：
解：根据元素守恒和得失电子守恒，可知焙烧炉中发生反应的化学方程式为2Al2（SO4）3+3S
2Al2O3+9SO2，故生成炉气中含二氧化硫，熟料中含氧化铝、氧化铁、硫酸钾等，加入氢氧化钠和水，
氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，氧化铁不反应，过滤，滤渣中含氧化铁，滤液中含偏铝酸钠和硫酸钾、氢氧化钠等；用硫酸调节pH，得到氢氧化铝沉淀和硫酸钠、硫酸钾，过滤得母液中含硫酸钾、硫酸钠溶质
（1）反应中硫元素化合价由Al2（SO4）3中S元素的+6价降低，单质硫中S的化合价升高，令产物中S的化合价为+x价，根据得失电子守恒可知6（6-x）=3（x-0），则x=4，所以生成产物为SO2，则反应的化学方程式为2Al2（SO4）3+3S
2Al2O3+9SO2，Al2（SO4）3化合价降低得电子为氧化剂，反应中失电子被氧化的S为3mol，则得电子被还原的S为6mol，所以该反应中被氧化的元素与被还原的元素的质量比是：1：2；
故答案为：9SO2；Al2（SO4）3；1：2；
（2）氢氧化钠与氧化铝反应生成偏铝酸钠和水，反应的离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O，故答案为：Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O；
（3）Al（OH）3沉淀具有吸附性，可吸附硫酸根离子，通过检验硫酸根离子的方法进行实验，方法为取最后一次洗涤的流出液于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成则已洗涤干净，
故答案为：取最后一次洗涤的流出液于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成则已洗涤干净；
（4）根据流程分析可知“母液”中含有硫酸盐中含有K2SO4、Na2SO4，都可回收利用，故答案为：K2SO4、Na2SO4；
（5）氢氧化铝脱水生成氧化铝，电解熔融的氧化铝得到Al和氧气，其电解方程式为：2Al2O3（熔融）
4Al+3O2↑；
故答案为：2Al2O3（熔融）
4Al+3O2↑．
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氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，氧化铁不反应，过滤，滤渣中含氧化铁，滤液中含偏铝酸钠和硫酸钾、氢氧化钠等；用硫酸调节pH，得到氢氧化铝沉淀和硫酸钠、硫酸钾，过滤得母液中含硫酸钾、硫酸钠溶质
（1）反应中硫元素化合价由Al2（SO4）3中S元素的+6价降低，单质硫中S的化合价升高，令产物中S的化合价为+x价，根据得失电子守恒可知6（6-x）=3（x-0），则x=4，所以生成产物为SO2，则反应的化学方程式为2Al2（SO4）3+3S
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故答案为：9SO2；Al2（SO4）3；1：2；
（2）氢氧化钠与氧化铝反应生成偏铝酸钠和水，反应的离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O，故答案为：Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O；
（3）Al（OH）3沉淀具有吸附性，可吸附硫酸根离子，通过检验硫酸根离子的方法进行实验，方法为取最后一次洗涤的流出液于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成则已洗涤干净，
故答案为：取最后一次洗涤的流出液于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成则已洗涤干净；
（4）根据流程分析可知“母液”中含有硫酸盐中含有K2SO4、Na2SO4，都可回收利用，故答案为：K2SO4、Na2SO4；
（5）氢氧化铝脱水生成氧化铝，电解熔融的氧化铝得到Al和氧气，其电解方程式为：2Al2O3（熔融）
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故答案为：2Al2O3（熔融）
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点评：本题考查物质的制备、分离等知识，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，为高考常见题型，题目难度中等，注意把握物质的相关性质．
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