Question

铵明矾是一种广泛应用于医药、食品、污水处理等多个行业的重要化工产品。以高岭土（含SiO₂、Al₂O₃、少量Fe₂O₃等）为原料制备硫酸铝晶体[Al₂(SO₄)₃·18H₂O]和铵明矾[NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O]的实验方案如下图所示。

请回答下列问题：

（1）高岭土首先需要灼烧，实验室灼烧高岭土所需的实验仪器有            （填字母）。

A蒸发皿  B泥三角  C漏斗  D酒精灯  e三脚架  f坩埚 g烧杯  h试管

（2）写出酸溶过程中发生反应的离子方程式：                     。

（3）检验滤液2中是否含有Fe^３＋的实验方法为：                   ；滤渣2的主要成分为：             （填化学式）。

（4）滤液2→硫酸铝晶体的操作包含的实验步骤有：          、          、          、洗涤、干燥。

（5）中和结晶操作是将过滤出硫酸铝晶体后的滤液，先用硫酸调节酸铝比（溶液中游离硫酸和硫酸铝的物质的量之比），再用氨水中和至一定的pH值即可析出铵明矾晶体，写出该过程中的总反应方程式：                       。

Answer

（1）bdef

（2）Al2O3+6H＋=2Al３＋+3H2O，Fe2O3+6H＋=2Fe ３＋+3H2O

（3）取少量滤液2于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液变为血红色则含Fe３＋，否则不含Fe３＋； Fe(OH)3

（4）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤

（5）Al2(SO4)3 +H2SO4 +2NH3·H2O +22H2O=2[NH4Al(SO4)2·12H2O]↓

或Al2(SO4)3 +H2SO4 +2NH3 +24H2O=2[NH4Al(SO4)2·12H2O]↓

【解析】

试题分析：高岭土（含SiO2、Al2O3、少量Fe2O3等）用浓硫酸溶解，Al2O3和Fe2O3反应生成Al2(SO4)3和Fe2(SO4)3，SiO2不反应，则滤渣1为SiO2，滤液中含有Al2(SO4)3和Fe2(SO4)3及过量的硫酸，向滤液中加入试剂除铁，则滤渣2为氢氧化铁；

（1）高岭土首先需要灼烧，实验室灼烧高岭土所需的实验仪器有泥三角、酒精灯、三脚架、坩埚，答案选bdef；

（2）根据以上分析可知酸溶过程中发生反应的离子方程式为Al2O3+6H＋=2Al３＋+3H2O、Fe2O3+6H＋=2Fe ３＋+3H2O；

（3）检验滤液中是否含有Fe3＋，应用KSCN溶液，实验方法为取少量除铁后的滤液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液变为血红色则含Fe3+，否则不含Fe3+；滤渣2的主要成分为Fe(OH)3。

（4）“分离1”操作包含的实验步骤有蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；

（5）中和结晶操作是将过滤出硫酸铝晶体后的滤液，先用硫酸调节酸铝比（溶液中游离硫酸和硫酸铝的物质的量之比），再用氨水中和至一定的pH值即可析出铵明矾晶体，该过程中的总反应方程式为Al2(SO4)3 +H2SO4 +2NH3·H2O +22H2O＝2[NH4Al(SO4)2·12H2O]↓或Al2(SO4)3 +H2SO4 +2NH3 +24H2O＝2[NH4Al(SO4)2·12H2O]↓。

【考点定位】考查物质制备工艺流程图分析

【名师点晴】无机工业流程题能够以真实的工业生产过程为背景，体现能力立意的命题为指导思想，能够综合考查学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力,所以这类题成为近年来高考的必考题型。流程题的解题思路为：明确整个流程及每一部分的目的→仔细分析每步反应发生的条件以及得到的产物的物理或化学性质→结合基础理论与实际问题思考→注意答题的模式与要点。解决本类题目的基本方法和步骤为：（1）从题干中获取有用信息，了解生产的产品。（2）然后整体浏览一下流程，基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。（3）分析流程中的每一步骤，从以下几个方面了解流程：①反应物是什么；②发生了什么反应；③该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务。