Question

硝矾石的主要成分是K₂SO₄·Al₂(SO₄)₃·2Al₂O₃·6H₂O及少量氧化铁。

利用明矾石制备K₂SO₄的工艺流程如下所示：

（1）焙烧炉中发生如下反应，请用双线桥法在方程式中表示出电子转移的方向和数目

2Al₂(SO₄)₃＋3S 2Al₂O₃＋9SO₂↑

（2）步骤②涉及Al₂O₃的离子方程式为                           。

（3）步骤③调pH生成AI{OH)。的离子方程式为            ；不能用CO₂来调pH，理由是         。

（4）步骤④的主要操作步骤是               ，过滤、洗涤和干燥

Answer

（共7分）

（1）；

（2）Al 2O3+2 OH-=2AlO2-+H2O

（3）AlO2-+H++ H2O=Al(OH)3↓；最后制得的K2SO4晶体会含有碳酸钾、碳酸氢钾等杂质；

（4）蒸发结晶

【解析】

试题分析：由流程可知，明矾石和硫磺在焙烧炉中反应生成Al2O3和SO2，生成的熟料中含有Al2O3和少量氧化铁，加入KOH溶液，氢氧化钠与氧化铝反应生成偏铝酸钠和水，反应的离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O，所得溶液调节溶液pH，可生成Al（OH）3，滤液中主要含有K2SO4，经蒸发结晶、过滤、洗涤和干燥，可得到硫酸钾晶体。

（1）2Al2（SO4）3+3S2Al2O3+9SO2↑中，只有S元素化合价发生改变，化合价分别由+6价、0价变化为+4价，电子转移方向和数目可表示为，故答案为：；

（2）步骤②涉及Al2O3与KOH的反应，反应的离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O，故答案为：Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O；

（3）步骤③调pH，应加入酸，发生AlO2-+H2O+H+=Al（OH）3↓，生成Al（OH）3，不能用CO2来调pH，否则，最后制得的硫酸钾晶体中会含有碳酸钾、碳酸氢钾等杂质，故答案为：AlO2-+H2O+H+=Al(OH)3↓；最后制得的硫酸钾晶体中会含有碳酸钾、碳酸氢钾等杂质；

（4）步骤④目的是得到硫酸钾晶体，可经蒸发结晶、过滤、洗涤和干燥得到，故答案为：蒸发结晶。

考点：考查了物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用、制备实验方案的设计的相关知识。