Question

【题目】以冶铝的废弃物铝灰为原料制取超细α﹣氧化铝，既降低环境污染又可提高铝资源的利用率．已知铝灰的主要成分为Al2O3（含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3），其制备实验流程如下：

（1）铝灰中氧化铝与硫酸反应的化学方程式为
（2）用图中“滤渣”和NaOH焙烧制备硅酸钠，可采用的装置为（填选项编号）．

（3）在实验流程中，加30%的H2O2溶液发生的离子反应方程式为 ．
（4）验证“沉铁”后，溶液中是否还含有铁离子的操作方法为 ．
（5）若用调节pH溶液“沉铁”，则得到Fe（OH）3 ， 已知：25℃时，Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10﹣38 ， 则该温度下反应Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+的平衡常数为 ．
（6）煅烧硫酸铝铵晶体，发生的主要反应为：4[NH4Al（SO4）212H2O] 2Al2O3+2NH3↑+N2↑+
5SO3↑+3SO2↑+53H2O，将产生的气体通过下图所示的装置．

①集气瓶中收集到的气体是 （填化学式）．
②KMnO4溶液褪色，发生的离子反应方程式为

Answer 1

【答案】
（1）Al2O3+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2O
（2）B
（3）2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
（4）静置，溶液澄清后，继续向上层清液中滴加K4[Fe（CN）6]溶液，若无现象，则溶液中不含有铁元素，反之，则有
（5）2.5×10﹣5
（6）N2；2MnO4﹣+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42﹣+4H+
【解析】解：铝灰的主要成分为Al2O3（含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3），加稀硫酸，Al2O3、FeO、Fe2O3转化为离子，SiO2不溶于硫酸，过滤，滤液中含有Al3+、Fe2+、Fe3+ ， 加双氧水，Fe2+被氧化为Fe3+ ， 加入K4[Fe（CN）6]Fe3+转化为沉淀，过滤，在滤液中加入硫酸铵，生成NH4Al（SO4）2 ， 结晶、干燥、煅烧得到α﹣Al2O3；（1）氧化铝属于两性氧化物，能溶于强酸和强碱溶液，氧化铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和水，反应方程式为Al2O3+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2O，
所以答案是：Al2O3+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2O；
（2.）能够焙烧固体的装置是坩埚，NaOH能和二氧化硅反应生成硅酸钠，所以不能采用瓷坩埚灼烧，所以应该采用铁坩埚，故选B；
（3.）在实验流程中，H2O2具有氧化性，能氧化亚铁离子生成铁离子，离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，所以答案是：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
（4.）铁离子和铁氰化钾反应产生沉淀，其检验方法是：静置，溶液澄清后，继续向上层清液中滴加K4[Fe（CN）6]溶液，若无现象，则溶液中不含有铁元素，反之，则有，
所以答案是：静置，溶液澄清后，继续向上层清液中滴加K4[Fe（CN）6]溶液，若无现象，则溶液中不含有铁元素，反之，则有；
（5.）Ksp[Fe（OH）3]=c（Fe3+）×c3（OH﹣）=4.0×10﹣38 ， c（H+）= ，反应Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+的平衡常数K= = =2.5×10﹣5 ，
所以答案是：2.5×10﹣5；
（6.）①煅烧硫酸铝铵晶体，发生的主要反应为：4[NH4Al（SO4）212H2O]═2Al2O3+2NH3↑+N2↑+5SO3↑+3SO2↑+53H2O，混合气体通入饱和的亚硫酸氢钠溶液中，氨气和三氧化硫溶解，剩余气体通入高锰酸钾溶液，二氧化硫被氧化生成硫酸根离子，剩余的气体N2 采用排水法收集，
所以答案是：N2；
②二氧化硫被酸性高锰酸钾溶液氧化而导致KMnO4溶液褪色，二者发生氧化还原反应生成锰离子、硫酸根离子和氢离子，离子方程式为2MnO4﹣+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42﹣+4H+ ，
所以答案是：2MnO4﹣+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42﹣+4H+ ．