题目内容

【题目】用含有Al2O3、SiO2和少量FeOxFe2O3的铝灰制备Al2(SO4)318H2O,工艺流程如下:

(一定条件下,MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2)

已知:生成氢氧化物沉淀的PH

(1)H2SO4溶解Al2O3的离子方程式是____________。

(2)检验滤液中还存在Fe2+的方法是______________。

(3)“除杂”环节有如下几个步骤:(I)向滤液中加入过量KMnO4溶液,调节溶液的pH为3.2 (II)加热,产生大量棕色沉淀,静置,上层溶液呈紫红色;(Ⅲ)加入MnSO4至紫红色消失,过滤。

①步骤I 的目的是:_________;调节溶液的pH为3.2的目的是__________。

②向步骤II的沉淀中加入浓HCl并加热,有黄绿色气体生成,写出其反应方程式______。

③步骤Ⅲ中加入MnSO4的目的是__________(用离子反应方程式表示)

(4)从多次循环使用后母液中可回收的主要物质是________(填化学式)。

【答案】(1)Al2O3+6H+=2Al3++3H2O

(2)取少量滤液于试管,滴加酸性KMnO4溶液,KMnO4溶液褪色,则说明有Fe2+;

(3)①将Fe2+氧化为Fe3+,调节pH值使铁完全沉淀;

②MnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+2H2O

③Mn2++MnO4-+2H2O=MnO2+4H+

(4)K2SO4。

【解析】

试题分析:(1)硫酸溶解氧化铝生成硫酸铝和水,反应的离子方程式为:Al2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O;(2)酸性KMnO4溶液与Fe2+反应,MnO4-被还原成Mn2+,溶液褪色;(3)①向滤液中加入过量KMnO4溶液,目的是Fe2+氧化为Fe3+,依据图表数据分析可知,Fe3+开始沉淀和沉淀完全的溶液pH为1.5﹣2.8,Al3+和Fe2+开始沉淀的溶液pH大于3,所以调节溶液的pH约为3,可以使Fe3+全部沉淀,Al3+不沉淀,达到分离;②一定条件下,MnO4﹣可与Mn2+反应生成MnO2.①向Ⅲ的沉淀中加入浓HCl并加热,MnO2 + 4HCl(浓)== MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O;②MnO4﹣可与Mn2+反应生成MnO2,过滤除去,所以可以利用MnSO4溶液和KMnO4溶液反应生成MnO2,把过量MnO4﹣除去;

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