Question

1．工业利用含有Al₂O₃、SiO₂和少量FeO•xFe₂O₃的铝灰制备硫酸铝晶体与三草酸合铁酸钾[K₂Fe（C₂O₄）₃•3H₂O]在的流程如图所示：

已知：生成氢氧化物的pH

	Al（OH）3	Fe（OH）3
开始沉淀时	3.6	2.1
完全沉淀时	5.2	3.2

回答下列问题：
（1）为提高酸浸速率，应采用的措施是（答出两条）适当提高硫酸的浓度、加热、搅拌，残渣的主要成分是SiO₂；
（2）写出氧化过程中反应的了新方程式MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
（3）试剂X的化学式是Al₂O₃或Al（OH）₃，pH的调控范围是3.2≤pH＜3.6；
（4）操作Ⅱ的晶体步骤为蒸发浓缩、降温结晶，过滤洗涤、低温干燥，若操作Ⅰ与操作Ⅱ相同，则洗涤三草酸合铁酸钾以获得干燥晶体的试剂最好是b；
a．先热水后酒精 b．先冷水后酒精 c．先酒精后热水 d．先酒精后冷水
（5）生成MnCO₃沉淀的离子方程式为Mn²⁺+2HCO₃^-=MnCO₃↓+H₂O+CO₂↑．

Answer 1

分析 铝灰（含Al、Al₂O₃及少量SiO₂和FeO•xFe₂O₃），加入过量稀硫酸酸溶过滤，滤液为硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸铁，残渣为二氧化硅和不溶性杂质，过滤后在滤液中加入稍过量高锰酸钾溶液氧化亚铁离子为铁离子，用氧化铝或氢氧化铝调节溶液PH使铁离子全部沉淀，铝离子不沉淀，得固体A为氢氧化铁，溶液A中含有铝离子，溶液A中加入氨水后得固体B为氢氧化铝，固体B中加入稀硫酸得硫酸铝溶液，再将硫酸铝溶液蒸发浓缩、降温结晶过滤洗涤得到硫酸铝钾晶体，溶液B中含有锰离子和硫酸根离子，硫酸锰固体溶于碳酸氢铵溶液可得碳酸锰沉淀，根据元素守恒可书写化学方程式，据此答题．

解答 解：铝灰（含Al、Al₂O₃及少量SiO₂和FeO•xFe₂O₃），加入过量稀硫酸酸溶过滤，滤液为硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸铁，残渣为二氧化硅和不溶性杂质，过滤后在滤液中加入稍过量高锰酸钾溶液氧化亚铁离子为铁离子，用氧化铝或氢氧化铝调节溶液PH使铁离子全部沉淀，铝离子不沉淀，得固体A为氢氧化铁，溶液A中含有铝离子，溶液A中加入氨水后得固体B为氢氧化铝，固体B中加入稀硫酸得硫酸铝溶液，再将硫酸铝溶液蒸发浓缩、降温结晶过滤洗涤得到硫酸铝钾晶体，溶液B中含有锰离子和硫酸根离子，硫酸锰固体溶于碳酸氢铵溶液可得碳酸锰沉淀，
（1）为提高酸浸速率，可以适当提高硫酸的浓度、加热、搅拌等，根据上面的分析可知，残渣的主要成分是SiO₂，
故答案为：适当提高硫酸的浓度、加热、搅拌；SiO₂；
（2）图中氧化过程就是高锰酸钾将亚铁离子氧化为铁离子，反应的离子方程式为MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，
故答案为：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
（3）根据上面的分析可知，试剂X的化学式是Al₂O₃或Al（OH）₃，要使铁离子完全沉淀且铝离子不能沉淀，所以pH的调控范围是3.2≤pH＜3.6，
故答案为：Al₂O₃或Al（OH）₃；3.2≤pH＜3.6；
（4）操作Ⅱ就是从硫酸铝溶液中得到硫酸铝晶体，步骤为 蒸发浓缩、降温结晶、过滤洗涤、低温干燥，若操作Ⅰ与操作Ⅱ相同，则洗涤三草酸合铁酸钾以获得干燥晶体的试剂最好是先冷水后酒精，这样即可以除去可溶性杂质，又可以减小三草酸合铁酸钾的溶解，又便于干燥，故选b，
故答案为：蒸发浓缩、降温结晶；b；
（5）生成MnCO₃沉淀的离子方程式为Mn²⁺+2HCO₃^-=MnCO₃↓+H₂O+CO₂↑，故答案为：Mn²⁺+2HCO₃^-=MnCO₃↓+H₂O+CO₂↑．

点评 本题考查了流程分析，反应过程理解应用，反应现象和产物的判断，注意基本实验的操作步骤，离子方程式书写等，题目难度中等．