Question

用含有A1₂O₃、SiO₂和少量FeO·xFe₂O₃的铝灰制备A1₂(SO₄)₃·18H₂O。，工艺流程如下(部分操作和条件略):
Ⅰ．向铝灰中加入过量稀H₂SO₄，过滤:
Ⅱ．向滤液中加入过量KMnO₄溶液，调节溶液的pH约为3；
Ⅲ．加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色:
Ⅳ．加入MnSO₄至紫红色消失，过滤；
Ⅴ．浓缩、结晶、分离，得到产品。
（1）H₂SO₄溶解A1₂O₃的离子方程式是                                      
（2）KMnO₄ ^- 氧化Fe²⁺的离子方程式补充完整：

（3）已知：生成氢氧化物沉淀的pH

	Al（OH）3	Fe（OH）2	Fe（OH）3
开始沉淀时	3.4	6.3	1.5
完全沉淀时	4.7	8.3	2.8

 
注：金属离子的起始浓度为0.1mol·L^-1
根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的：                                            。
（4）己知:一定条件下，MnO₄ ^- 可与Mn²⁺反应生成MnO₂。
① 向 Ⅲ 的沉淀中加入浓HCI并加热，能说明沉淀中存在MnO₂的现象是               。
②Ⅳ 中加入MnSO₄的目的是                          。

Answer 1

（1）Al₂O₃＋6H^＋=2Al^3＋＋3H₂O（2分）；（2）5、8H⁺、5、4H₂O（4分）；   
（3）pH约为3时，Fe²⁺和Al^3＋不能形成沉淀，将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，可使铁完全沉淀（2分）；
（4）①生成有黄绿色气体（2分）； ②除去过量的MnO₄^-（2分）。

解析试题分析：（1）氧化铝与硫酸反应生成硫酸铝与水；
（2）反应中MnO₄^-→Mn²⁺，Fe²⁺→Fe³⁺， MnO₄^-系数为1，根据电子转移守恒可知，Fe²⁺系数为=5，由元素守恒可知， Fe³⁺系数为5，由电荷守恒可知，由H⁺参加反应，其系数为8，根据元素原子守恒可知，有H₂O生成，其系数为4，方程式配平为MnO₄^-+5 Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
（3）滤液中含有Fe²⁺，由表中数据可知，Fe（OH）₂开始沉淀的pH大于Al（OH）₃ 完全沉淀的pH值，而Fe（OH）₃完全沉淀的pH值小于Al（OH）₃开始沉淀的pH值，pH值约为3时，Al³⁺、Fe²⁺不能沉淀，步骤Ⅱ是将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，调节pH值使铁完全沉淀；
（4）①MnO₂能将HCl氧化为Cl₂，若有黄绿色气体生成说明沉淀中存在MnO₂；
②Ⅲ 的上层液呈紫红色，MnO₄^-过量，加入MnSO₄，除去过量的MnO₄^-。
考点：考查化学工艺及流程、涉及氧化还原反应、物质的分离提纯等。