Question

【题目】工业生产无铁硫酸铝，以硫酸浸取铝土矿得含铁（Fe2+和Fe3+）的硫酸铝溶液，加热到一定温度，搅拌，加入一定量高锰酸钾溶液和硫酸锰溶液，在溶液中生成活性二氧化锰，调节溶液的pH，反应一段时间，Fe（OH） 3和二氧化锰发生吸附共沉作用，最终得到无铁硫酸铝晶体．
（1）KMnO4首先将Fe2+氧化为Fe3+ ， 其本身被还原为MnO2 ， 反应的离子方程式为 ．
（2）写出高锰酸钾溶液和硫酸锰溶液反应的化学方程式 ． 实验证明，n（MnO2）/n（Fe）控制在4：1时，除铁效果较好．若溶液中亚铁离子和铁离子浓度均为0.03mol/L，为达到较好的除铁效果，每1L溶液应加入高锰酸钾的物质的量为 ．
（3）调节pH的作用是 ．
（4）操作1的名称为 ， 操作2的名称为 ．

Answer 1

【答案】
（1）MnO4﹣+3Fe2++4H+=3Fe3++MnO2+2H2O
（2）2KMnO4+3MnSO4+2H2O=5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4；0.102mol
（3）使铁离子转化为氢氧化铁沉淀除去
（4）过滤；蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤
【解析】解：（1）KMnO4首先将Fe2+氧化为Fe3+ ， 其本身被还原为MnO2 ， 依据原子守恒和电荷守恒书写离子方程式为：MnO4﹣+3Fe2++4H+=3Fe3++MnO2+2H2O，所以答案是：MnO4﹣+3Fe2++4H+=3Fe3++MnO2+2H2O；（2）由题意可知高锰酸钾溶液和硫酸锰溶液反应生成活性二氧化锰，根据氧化还原反应中化合价升降相等，可写出化学方程式为2KMnO4+3MnSO4+2H2O=5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4 ， 若溶液中亚铁离子和铁离子浓度均为0.03mol/L，溶液中含有Fe2+物质的量为0.03mol，调节溶液PH使铁离子全部沉淀，n（Fe）=0.06mol

MnO4﹣+	3Fe2++4H+=3Fe3++	MnO2+2H2O
0.01mol	0.03mol	0.01mol

n（MnO2）/n（Fe）控制在4：1时，除铁效果较好．则n（MnO2）=0.06mol×4=0.24mol；
反应中生成二氧化锰物质的量=0.24mol﹣0.01mol=0.23mol，消耗高锰酸钾物质的量：

2KMnO4+3MnSO4+2H2O=	5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4 ，
2	5
n	0.23mol

n=0.092mol，
为达到较好的除铁效果，每1L溶液应加入高锰酸钾的物质的量=0.092mol+0.01mol=0102mol；
所以答案是：2KMnO4+3MnSO4+2H2O=5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4；0.102mol；（3）铁离子易发生水解反应生成氢氧化铁，当调节溶液PH，使溶液PH增大时，易使铁离子转化为氢氧化铁沉淀除去，所以答案是：使铁离子转化为氢氧化铁沉淀除去；（4）根据题中信息，反应一段时间，二氧化锰和Fe （OH） 3发生吸附共沉作用，可知操作1为过滤，操作2为过滤后，滤液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤；
所以答案是：过滤；蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤．