Question

用含有Al₂O₃、SiO₂和少量FeO•xFe₂O₃的铝灰制备Al₂（SO₄）₃•18H₂O，工艺流程如下：

（一定条件下，MnO₄^-可与Mn^2＋反应生成MnO₂)

已知：生成氢氧化物沉淀的PH

（1）H₂SO₄溶解Al₂O₃的离子方程式是____________。

（2）检验滤液中还存在Fe2+的方法是______________。

（3）“除杂”环节有如下几个步骤：（I）向滤液中加入过量KMnO₄溶液，调节溶液的pH为3.2 （II）加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色；(Ⅲ）加入MnSO₄至紫红色消失，过滤。

①步骤I 的目的是：_________；调节溶液的pH为3.2的目的是__________。

②向步骤II的沉淀中加入浓HCl并加热，有黄绿色气体生成，写出其反应方程式______。

③步骤Ⅲ中加入MnSO₄的目的是__________（用离子反应方程式表示）

（4）从多次循环使用后母液中可回收的主要物质是________（填化学式）。

Answer

（1）Al2O3＋6H＋＝2Al3＋＋3H2O

（2）取少量滤液于试管，滴加酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色，则说明有Fe2＋；

（3）①将Fe2+氧化为Fe3+，调节pH值使铁完全沉淀；

②MnO2＋4HClMnCl2＋Cl2↑＋2H2O

③Mn2＋＋MnO4－＋2H2O＝MnO2＋4H＋

（4）K2SO4。

【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；（2）酸性KMnO4溶液与Fe2+反应，MnO4-被还原成Mn2+，溶液褪色；（3）①向滤液中加入过量KMnO4溶液，目的是Fe2+氧化为Fe3+，依据图表数据分析可知，Fe3+开始沉淀和沉淀完全的溶液pH为1.5﹣2.8，Al3+和Fe2+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Fe3+全部沉淀，Al3+不沉淀,达到分离；②一定条件下，MnO4﹣可与Mn2+反应生成MnO2.①向Ⅲ的沉淀中加入浓HCl并加热，MnO2 + 4HCl（浓）== MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O；②MnO4﹣可与Mn2+反应生成MnO2，过滤除去，所以可以利用MnSO4溶液和KMnO4溶液反应生成MnO2，把过量MnO4﹣除去；

考点：本题考查了铝、铁及其化合物性质的应用，主要是混合物分离的方法和实验设计。