Question

7．用含有Al₂O₃及少量Fe₃O₄和SiO₂的铝土矿制备净水剂--液体聚合硫酸铝铁，工艺流程如下（部分操作和条件略）：
I．向铝土矿中加入过量H₂SO₄后，加热、搅拌、过滤．
Ⅱ．向滤液中加入一定量的双氧水．
Ⅲ．向溶液中加入Ca（OH）₂固体，调节溶液的pH约为1，过滤．
IV．加入稳定剂，加热，得到产品．
（1）Fe₃O₄与H₂SO₄反应的离子方程式是Fe₃O₄+8H⁺=2Fe³⁺+Fe²⁺+4H₂O．
（2）步骤I中过滤时用到的玻璃仪器是普通漏斗、玻璃棒、烧杯，得到的滤渣成分是SiO₂（填化学式）．
（3）步骤II中增大n（Fe³⁺）的离子方程式是H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2H₂O+2Fe³⁺．
（4）铝土矿也可用于冶炼金属Al．以金属Al作阳极，稀硫酸作电解液，通过电解会使金属Al的表面生成致密坚硬的氧化膜，其电极反应式是2Al-6e^-+3H₂O=Al₂O₃+6H⁺．

Answer 1

分析 I．向铝土矿中加入过量H₂SO₄，可溶解氧化铝和Fe₃O₄；
Ⅱ．滤液中含有硫酸铝、硫酸铁和硫酸亚铁，向滤液中加入一定量的双氧水，可氧化硫酸亚铁生成铁离子；
Ⅲ．向溶液中加入Ca（OH）₂固体，调节溶液的pH约为1，过滤；
IV．加入稳定剂，加热，得到聚合硫酸铝铁．
（1）Fe₃O₄与H₂SO₄反应生成Fe³⁺、Fe²⁺；
（2）过滤时用到烧杯、漏斗、玻璃棒等仪器；
（3）酸性条件下，过氧化氢和氧化Fe²⁺生成Fe³⁺；
（4）电解时，铝被氧化生成氧化铝，阳极水参加反应．

解答 解：I．向铝土矿中加入过量H₂SO₄，可溶解氧化铝和Fe₃O₄；
Ⅱ．滤液中含有硫酸铝、硫酸铁和硫酸亚铁，向滤液中加入一定量的双氧水，可氧化硫酸亚铁生成铁离子；
Ⅲ．向溶液中加入Ca（OH）₂固体，调节溶液的pH约为1，过滤；
IV．加入稳定剂，加热，得到聚合硫酸铝铁．
（1）Fe₃O₄与H₂SO₄反应生成Fe³⁺、Fe²⁺，反应的离子方程式为Fe₃O₄+8H⁺=2Fe³⁺+Fe²⁺+4H₂O，故答案为：Fe₃O₄+8H⁺=2Fe³⁺+Fe²⁺+4H₂O；
（2）过滤时用到烧杯、漏斗、玻璃棒等仪器，因二氧化硅与硫酸不反应，则滤渣中含有SiO₂，故答案为：普通漏斗、玻璃棒、烧杯； SiO₂；
（3）酸性条件下，过氧化氢和氧化Fe²⁺生成Fe³⁺，反应的离子方程式为H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2H₂O+2Fe³⁺，故答案为：H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2H₂O+2Fe³⁺；
（4）电解时，铝被氧化生成氧化铝，阳极水参加反应，电极方程式为2Al-6e^-+3H₂O=Al₂O₃+6H⁺，故答案为：2Al-6e^-+3H₂O=Al₂O₃+6H⁺．

点评 本题考查物质的分离、提纯知识，为高频考点，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，注意把握实验的原理和操作方法，为解答该题的关键，难度不大．