Question

I．化合物Mg₅Al₃（OH）₁₉（H₂O）₄可作环保型阻燃材料，受热时按如下化学方程式分【解析】

2Mg₅Al₃（OH）₁₉（H₂O）₄27H₂O↑+10MgO+3A1₂O₃

（1）写出该化合物作阻燃剂的两条依据____________________________________。

（2）用离子方程式表示除去固体产物中A1₂O₃的原理________________________。

II．以冶铝的废弃物铝灰为原料制取超细α-氧化铝，既降低环境污染又可提高铝资源的利用率。已知铝灰的主要成分为A1₂O₃（含少量杂质SiO₂、FeO、Fe₂O₃），其制备实验流程如下：

（1）用图中“滤渣”和NaOH焙烧制备硅酸钠，可采用的装置为_______（填选项编号）。

（2）验证“沉铁”后，溶液中是否还含有铁离子的操作方法为____________________。

（3）若用调节溶液的pH“沉铁”，则得到Fe（OH）₃，己知：

为保证产品的纯度，最好选用下列物质中的_______调节pH（填字母），调节pH的范围为_____。

a．A1₂O₃

B．H₂SO₄

C．NaOH

D．Na₂CO₃

（4）煅烧硫酸铝铵晶体，发生的主要反应为：

4[NH₄Al（SO₄）₂·12H₂O]2Al₂O₃+2NH₃↑+N₂↑+5SO₃↑+3SO₂↑+53H₂O，

将产生的气体通过下图所示的装置。

①集气瓶中收集到的气体是_____________________（填化学式）。

②KMnO₄溶液褪色，发生的离子反应方程式为_________________________________。

Answer

Ⅰ.（1）反应吸热降低温度，固体氧化物隔绝空气，水蒸气稀释空气

（2）Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O

Ⅱ．（1）B

（2）静置，溶液澄清后，继续向上层清液中滴加K4[Fe（CN）6]溶液，若无现象，则溶液中不含有铁离子，反之，则有。（其它合理答案）

（3）a3.2≤pH<3.7

（4）①N2②2MnO4－+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42－+4H+

【解析】

试题分析：Ⅰ．（1）2Mg5Al3（OH）19（H2O）427H2O↑+10MgO+3Al2O3，分解反应是吸热反应，降低温度，生成的氧化镁和氧化铝都是熔点很高的氧化物，附着表面会阻止燃烧，水蒸气稀释空气；

（2）氧化镁是碱性氧化物溶于酸，氧化铝是两性氧化物溶于酸、碱溶于，加入氢氧化钠溶于溶解后过滤除去，反应的离子方程式为：Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O；

Ⅱ．（1）能够焙烧固体的装置是坩埚，NaOH能和二氧化硅反应生成硅酸钠，所以不能采用瓷坩埚灼烧，所以应该采用铁坩埚，故选B；

（2）铁离子和铁氰化钾反应产生沉淀，其检验方法是：静置，溶液澄清后，继续向上层清液中滴加K4[Fe（CN）6]溶液，若无现象，则溶液中不含有铁元素，反之，则有；

（3）结合除杂原则，不引入新的杂质，只能选用Al2O3即选项a来调节溶液pH；调节pH的目的是使Fe3+完全沉淀，而Al3+不沉淀，即溶液的pH范围为3.2≤pH<3.7；

（4）①煅烧硫酸铝铵晶体，发生的主要反应为：

4[NH4Al（SO4）2•12H2O]═2Al2O3+2NH3↑+N2↑+5SO3↑+3SO2↑+53H2O，混合气体通入饱和的亚硫酸氢钠溶液中，氨气和三氧化硫溶解，剩余气体通入高锰酸钾溶液，二氧化硫被氧化生成硫酸根离子，剩余的气体N2采用排水法收集；

②二氧化硫被酸性高锰酸钾溶液氧化而导致KMnO4溶液褪色，二者发生氧化还原反应生成锰离子、硫酸根离子和氢离子，离子方程式为2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+。

【考点定位】以氧化铝提取工艺流程为载体，考查元素化合物性质及相互转化、氧化还原、离子方程式、实验基本操作等

【名师点晴】把握制备原理、把握物质的性质以及相关反应方程式的书写是解题关键，具体的流程分析是：铝灰的主要成分为Al2O3（含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3），加稀硫酸，Al2O3、FeO、Fe2O3转化为离子，SiO2不溶于硫酸，过滤，滤液中含有Al3+、Fe2+、Fe3+，加双氧水，Fe2+被氧化为Fe3+，加入K4[Fe（CN）6]Fe3+转化为沉淀，过滤，在滤液中加入硫酸铵，生成NH4Al（SO4）2，结晶、干燥、煅烧得到α-Al2O3；本题难点是离子方程式的书写及平衡常数计算。