Question

(16分)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)：

已知：一定条件下，MnO₄可与Mn²⁺反应生成MnO₂

（1）稀H₂SO₄溶解Al₂O₃的离子方程式是__________________。

（2）已知：生成氢氧化物沉淀的pH如下表(注：金属离子的起始浓度为0.1mol·L^-1)

上述流程中，加入过量KMnO₄溶液的作用是________________________。(用离子方程式表示)

（3）向滤渣B中加入浓盐酸并加热，能说明沉淀中存在MnO₂现象是____________。

上述流程中加入MnSO₄体的目的是________________________。

操作a由一系列操作组成，分别是________、________、过滤。

（4）若用沉淀溶解平衡原理分析，操作a能析出A1₂（SO₄）₃·18H₂O的原因是①____________②___________________

Answer

（1）Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；（3分）

（2）MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5 Fe3++4H2O；（3分）

（3）有黄绿色气体生成；（2分）

除去过量的高锰酸根离子；（2分）蒸发浓缩、（2分）冷却结晶；（2分）

（4）①加热蒸发，使铝离子与硫酸根离子的浓度增大；（2分）②降温使硫酸铝的Ksp减小（2分）

【解析】

试题分析：（1）稀硫酸与氧化铝反应生成硫酸铝和水，离子方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；

（2）因为铝灰中含有FeO·xFe2O3，与硫酸反应后生成亚铁离子，所以加入高锰酸钾溶液的作用是高锰酸钾将亚铁离子氧化为铁离子，离子方程式为MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5 Fe3++4H2O；

（3）若滤渣B中存在二氧化锰则与浓盐酸共热有黄绿色气体生成，所以能说明沉淀中存在MnO2现象是有黄绿色气体生成；因为加入的高锰酸钾溶液是过量的，所以加入硫酸锰的目的是除去过量的高锰酸根离子；由溶液得到晶体需要蒸发浓缩、冷却结晶，然后过滤、洗涤干燥最终得到硫酸铝晶体；

（4）加热蒸发时，水减少，则铝离子与硫酸根离子的浓度增大，使硫酸铝的溶解平衡逆向移动；同时冷却时温度降低，使溶度积减小，硫酸铝易结晶析出。

考点：考查物质的制备，离子方程式的书写，基本实验操作的判断