Question

【题目】铵明矾[NH4Al(SO4)2·12H2O]是分析化学常用的基准试剂，工业上常用铝土矿(主要成分为Al2O3)来生产铵明矾，其中Z的水溶液可用于伤口消毒，其工艺流程图如下：

（1）写出反应Ⅱ的离子方程式________。

（2）从反应IV的铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为________、________、过滤、洗涤(填操作名称)。

（3）反应Ⅵ的化学方程式为________。

（4）废水中含有Fe2+、Mn2+等金属离子对自然环境有严重的破坏作用，可用(NH4)2S2O8氧化除去。写出Mn2+被氧化生成MnO2的离子方程式为________。Z也有较强氧化性，在实际生产中不用Z氧化Mn2+的原因是________。

Answer 1

【答案】AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- 蒸发浓缩 冷却结晶 (NH4)2S2O8+2H2O=2NH4HSO4+H2O2 S2O82-+2H2O+Mn2+=4H++2SO42-+MnO2↓ 锰的化合物可催化H2O2的分解，使消耗的H2O2增多

【解析】

（1）反应Ⅰ试剂X为碱溶液，铝土矿中的Al2O3反应形成AlO2－，因此反应Ⅱ中通入过量的CO2，反应生成Al(OH)3沉淀和HCO3－；

（2）从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤；

（3）反应Ⅵ中反应物为(NH4)2S2O8和H2O，生成物为NH4HSO4和H2O2；

（4）根据化合价升降法配平；MnO2能催化H2O2的分解。

（1）反应Ⅰ所加试剂X为碱溶液，铝土矿中的Al2O3反应形成AlO2－，因此反应Ⅱ中通入过量的CO2，反应生成Al(OH)3沉淀和HCO3－，该反应的离子方程式为：AlO2－＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO3－；

（2）从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤；

（3）由图示流程可知，反应Ⅵ中反应物为(NH4)2S2O8和H2O，生成物为NH4HSO4和Z，由于Z具有氧化性，同时结合氧化还原规律可得，Z为H2O2，因此该反应的化学方程式为：(NH4)2S2O8+2H2O=2NH4HSO4+H2O2；

（4）Mn2＋被氧化生成MnO2的过程中，S2O82－被还原为SO42－；过程中锰元素由＋2价变为＋4价，失去2个电子，硫元素由＋7价变为＋6价，得到两个电子，根据得失电子守恒可得，Mn2＋和MnO2、S2O82－的系数都为1，SO42－的系数为2；根据电荷守恒可得，生成物中含有H＋，且系数为4；根据氢原子个数守恒可得，反应物中有H2O，且其系数为2；因此可得该反应的离子方程式为：S2O82-+2H2O+Mn2+=4H++2SO42-+MnO2↓；

由上述分析可知，Z为H2O2， MnO2能催化H2O2的分解，因此不用Z氧化Mn2＋。