Question

4．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 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ 2Al₂O₃+9SO₂．该反应的氧化剂是Al₂（SO₄）₃．
（2）“溶解”时反应的离子方程式为Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O．
（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已洗涤干净．
（4）“母液”中可回收的物质是K₂SO₄、Na₂SO₄．

Answer 1

分析 明矾石经脱水后，在焙烧炉中发生反应的化学方程式为2Al₂（SO₄）₃+3S$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$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，以此解答该题．

解答 解：（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$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Al₂O₃+9SO₂，Al₂（SO₄）₃化合价降低得电子为氧化剂，
故答案为：9SO₂；Al₂（SO₄）₃；
（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：取最后一次洗涤的滤液于试管中，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．

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计算能力的考查，为高考常见题型，难度中等，注意把握物质的相关性质．