题目内容
从明矾[KAl(SO4)2·12H2O]制备Al、K2SO4和H2SO4的流程如下：
明矾焙烧的化学方程式为：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）步骤②中，为提高浸出率，可采取的措施有 。
| A．粉碎固体混合物 | B．降低温度 | C．不断搅拌 | D．缩短浸泡时间 |
（4）步骤③电解的化学方程式是 ，电解池的电极是用碳素材料做成，电解过程中，阳极材料需要定期更换，原因是： 。
（5）以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2，则该电池的正极电极反应式是 。
（6）焙烧a吨明矾（摩尔质量为b g/mol），若SO2的转化率为96%，可生产质量分数为98％的H2SO4质量为 吨(列出计算表达式)。
（1）KAl(SO4)2·12H2O（2分）
（2） AC （2分，多选、错选0分）
（3）蒸发结晶（2分，“蒸发浓缩、冷却结晶”给1分）
（4）
（2分）
阳极中碳被氧化成CO2（CO） （2分，用化学方程式表示也可，如：
C＋O2
CO2或2C＋O22CO ，条件用加热或970℃也可）
（5）NiO(OH)+H2O＋e－＝Ni(OH)2＋OH－（2分）http://w ww.xkb1．com
（6）
或
（3分，不带单位不扣分，化简也可以）
解析试题分析：（1）明矾的焙烧已经给出了方程式，因此本题主要是考查氧化还原反应的特征。该方程式中发生化合价变化的只有S元素，明矾中的S元素一部分发生化合价降低，而S单质的化合价升高，因此反应中的氧化剂是明矾（KAl(SO4)2·12H2O），还原剂是单质S。
（2）步骤②是水浸明矾焙烧后的固体混合物，因此要提高浸出率，往往需要增大接触面积、充分溶解；因此粉碎固体混合物、不断搅拌都是可行的。
（3）焙烧后的固体混合物是K2SO4和Al2O3，水浸后的溶液则是易溶于水的K2SO4溶液，所以要从单一组分的溶液中得到改溶质，可以直接蒸发结晶。
（4）氧化铝电解制备铝单质，该反应方程式为；在电解反应中阴极还原得到单质铝，阳极得到O2，由于阳极电极材料是C单质，所以在高温环境下，碳素材料会被氧气氧化为CO或CO2，从而导致阳极碳素电极受损，要定期更换。
（5）以Al和NiO(OH)为电极构成的碱性电池，首先判断出单质Al做负极，NiO(OH)为正极；因此放电时正极得到电子被还原，从Ni的化合价变化可以得出得失电子数目，所以充分运用电荷守恒、原子守恒，再结合反应环境可以的该正极的反应式为NiO(OH)+H2O＋e－＝Ni(OH)2＋OH－。
（6）计算思路：计算明矾物质的量，根据方程式计算SO2的总物质的量，根据S原子守恒H2SO4溶质的物质的量等于96%的SO2，把溶质H2SO4的物质的量转化为质量，再用溶质H2SO4的质量除以质量分数求得H2SO4溶液的总质量。计算列式为
。
考点：本题考查的是比较简单的化学工艺流程题。
高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。湿法、干法制备高铁酸盐的原理如下表所示。
（1）工业上用湿法制备高铁酸钾（K2FeO4）的流程如图所示：
①洗涤粗品时选用异丙醇而不用水的理由是 。
②反应II的离子方程式为 。
③高铁酸钾在水中既能消毒杀菌，又能净水，是一种理想的水处理剂，它能消毒杀菌是因为 它能净水的原因是 。
④已知25℃时Fe(OH)3的Ksp = 4.0×10-38，反应II后的溶液c(Fe3+)=4.0×10-5mol/L,则需要调整到 时，开始生成Fe(OH)3（不考虑溶液体积的变化）。
（2）由流程图可见，湿法制备高铁酸钾时，需先制得高铁酸钠，然后再向高铁酸钠中加入饱和KOH溶液，即可析出高铁酸钾。
①加入饱和KOH溶液的目的是 。
②由以上信息可知：高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠 （填“大”或“小”）。
| 湿法 | 强碱性介质中，Fe(NO3)3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液 |
| 干法 | Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物 |
（3）干法制备K2FeO4的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
（4）高铁电池是正在研制中的可充电干电池，高铁电池具有工作电压稳定，放电时间长等优点，有人以高铁酸钾、二氧化硫和三氧化硫原料，以硫酸酸钾为电解质，用惰性电极设计成高温下使用的电池，写出该电池正极电极反应式 。
工业上用粗氧化铜(含杂质FeO)为原料制取氯化铜晶体(CuCl2·2H2O)的生产流程如下：
| 物质 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 | Fe(OH)3 |
| 完全沉淀时的pH | ≥9.6 | ≥6.4 | 3～4 |
(2)沉淀C的化学式为________。
(3)实验室如何检验沉淀E已洗涤干净？________。
(4)低温蒸发的目的是______________________________________。
(5)流程中两次加入了CuO，而不是一次性向溶液B中加入过量的CuO，其理由是________________________________________________。
