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                    .

② Ⅳ 中加入MnSO₄的目的是

Answer

（12分）

（1）A12O3+6H+=2A13++3H2O

（2）5；8H+； 5； 4H2O

（3）pH约为3时，Fe2+和Al3+不能形成沉淀，将Fe2+氧化为Fe3+，可使铁完全沉淀；

（4）①生成黄绿色气体；

②除去过量的MnO4-。

【解析】

试题分析：（1）硫酸溶解氧化铝生成硫酸铝和水，反应的离子方程式为：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；故答案为：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；

（2）高锰酸根离子在酸溶液中被还原为锰离子，亚铁离子被氧化为铁离子，反应的离子方程式为：MnO4-+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，故答案为：5；8H+； 5； 4H2O；

（3）向滤液中加入过量KMnO4溶液，目的是氧化亚铁离子为三价铁离子，依据图表数据分析可知，铁离子开始沉淀和沉淀完全的溶液pH为1.5--2.8，铝离子和亚铁离子开始沉淀的溶液PH大于3，所以调节溶液的pH约为3，可以使铁离子全部沉淀，铝离子不沉淀分离；故答案为：pH约为3时，Fe2+和Al3+不能形成沉淀，将Fe2+氧化为Fe3+，可使铁完全沉淀；

（4）一定条件下，MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2，①向Ⅲ的沉淀中加入浓HCl并加热，二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水，生成的氯气是黄绿色气体，能说明沉淀中存在MnO2的现象是生成黄绿色气体；故答案为：生成黄绿色气体；

②MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2，过滤除去，所以可以利用MnSO4的溶液和高锰酸钾溶液反应生成二氧化锰，把过量高锰酸根离子除去；故答案为：除去过量的MnO4-。

考点：考查了物质制备、氧化还原反应、离子反应等相关知识。