Question

明矾石的主要成分为K₂SO₄·Al₂(SO₄)₃·2Al₂O₃·6H₂O，此外还含有少量Fe₂O₃杂质。某校研究小组利用明矾石制备氢氧化铝的流程如下：

(1)“焙烧”过程中反应的化学方程式为Al₂(SO₄)₃＋SAl₂O₃＋________↑。

(2)分离溶液和废渣的操作是________，“溶解”时反应的离子方程式为_________________________________。

(3)“调节pH”后过滤、洗涤Al(OH)₃沉淀，证明沉淀已洗涤干净的实验操作和现象是________。

(4)“母液”中可回收的物质是________。

(5)若“焙烧”过程中恰好消耗48 g硫黄，则理论上最终可得到________ g氢氧化铝。

Answer

(1)2 3 2 9 SO2 (2)过滤 Al2O3＋2OH－===2AlO2—＋H2O (3)取最后一次洗涤的滤液于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则证明已洗涤干净 (4)K2SO4、Na2SO4 (5)468

【解析】 (1)分析已知的反应物和生成物可知，只有硫元素化合价发生变化，故最终只可能生成SO2。(2)结合流程可知，分离溶液和废渣可用过滤操作；溶解时，Al2O3与碱反应。(3)Al(OH)3沉淀表面吸附有SO42—，故可取最后一次洗涤的滤液于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成则证明已洗涤干净。(4)“母液”中可回收的物质是易溶的K2SO4和Na2SO4。(5)根据反应的化学方程式可知，2Al2(SO4)3～3S，n(S)＝1.5 mol，n[Al2(SO4)3]＝1 mol，n(Al2O3)＝1 mol，明矾石中n(Al2O3)＝2 mol，依据铝元素守恒可知，n(Al)＝n[Al(OH)3]＝6 mol，则氢氧化铝质量为468 g。