题目内容
明矾石的主要成分为K2SO4·Al2(SO4)3·2Al2O3·6H2O，此外还含有少量Fe2O3杂质。某校研究小组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
Al2(SO4)3＋S
Al2O3＋________↑。
(2)分离溶液和废渣的操作是________，“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，证明沉淀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)若“焙烧”过程中恰好消耗48 g硫黄，则理论上最终可得到________ g氢氧化铝。
(1)2 3 2 9 SO2 (2)过滤 Al2O3＋2OH－===2AlO2—＋H2O (3)取最后一次洗涤的滤液于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则证明已洗涤干净 (4)K2SO4、Na2SO4 (5)468
【解析】 (1)分析已知的反应物和生成物可知，只有硫元素化合价发生变化，故最终只可能生成SO2。(2)结合流程可知，分离溶液和废渣可用过滤操作；溶解时，Al2O3与碱反应。(3)Al(OH)3沉淀表面吸附有SO42—，故可取最后一次洗涤的滤液于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成则证明已洗涤干净。(4)“母液”中可回收的物质是易溶的K2SO4和Na2SO4。(5)根据反应的化学方程式可知，2Al2(SO4)3～3S，n(S)＝1.5 mol，n[Al2(SO4)3]＝1 mol，n(Al2O3)＝1 mol，明矾石中n(Al2O3)＝2 mol，依据铝元素守恒可知，n(Al)＝n[Al(OH)3]＝6 mol，则氢氧化铝质量为468 g。
实验室模拟回收某废旧含镍催化剂(主要成分为NiO，另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等)生产Ni2O3。其工艺流程如下：
(1)根据图甲所示的X射线衍射图谱，可知浸出渣含有三种主要成分，其中“物质X”为________。图乙表示镍的浸出率与温度的关系，当浸出温度高于70 ℃时，镍的浸出率降低，浸出渣中Ni(OH)2含量增大，其原因是
________________________________________________________________。
(2)工艺流程中副产品的化学式为______________。
(3)已知有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表：
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Ni(OH)2 |
开始沉淀的pH | 1.5 | 6.5 | 7.7 |
沉淀完全的pH | 3.7 | 9.7 | 9.2 |
操作B是为了除去滤液中的铁元素，某同学设计了如下实验方案：向操作A所得的滤液中加入NaOH溶液，调节溶液pH为3.7～7.7，静置，过滤。请对该实验方案进行评价：_____________________________________________
(若原方案正确，请说明理由；若原方案错误，请加以改正)。
操作C是为了除去溶液中的Ca2＋，若控制溶液中F－浓度为3×10－3molL－1，则Ca2＋的浓度为________mol·L－1。(常温时CaF2的溶度积常数为2.7×10－11)
(5)电解产生2NiOOH·H2O的原理分两步：①碱性条件下Cl－在阳极被氧化为ClO－；②Ni2＋被ClO－氧化产生2NiOOH·H2O沉淀。第②步反应的离子方程式为_______________________________________。
