Question

明矾石的主要成分是K₂SO₄·Al₂(SO₄)₃·2Al₂O₃·6H₂O，还含有少量Fe₂O₃杂质。利用明矾石制备氢氧化铝的流程如下：

（1）焙烧炉中发生反应的化学方程式为2Al₂(SO₄)₃+3S2Al₂O₃+9SO₂，该反应的氧化剂是___________；若生成1 mol Al₂O₃，则转移的电子数为__________________。

（2）熟料溶解时，反应的离子方程式为________________。

（3）母液中溶质主要成分为__________。（填化学式）

（4）检验废渣中主要成分的方法：

①操作__________________________，

②现象__________________________，

③结论__________________________。

Answer

（1）Al2(SO4)3；3.612×1024（写6NA也给分）

（2）Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O（3）K2SO4、Na2SO4

（4）①操作：取少量废渣于试管，加入适量稀硫酸（或稀酸），溶解后滴加KSCN溶液②现象：溶液变红色③结论：废渣中含有Fe2O3

【解析】

试题分析：（1）根据方程式可知，反应中硫元素化合价由Al2(SO4)3中＋6价降低为SO2中＋4价，得到2个电子，发生还原反应，所以Al2(SO4)3是氧化剂。反应中硫元素化合价由0价升高为SO2中＋4价，硫单质为还原剂，生成1molAl2O3需要硫的物质的量为1mol×＝1.5mol，所以转移电子的物质的量为1.5mol×4＝6mol，转移电子数目为6mol×6.02×1023mol-1＝3.612×1024。

（2）氧化铝是两性氧化物，能溶于氢氧化钠溶液中，所以由工艺流程可知，熟料溶解为氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，反应离子方程式为Al2O3＋3H2O＋2OH-＝2[Al(OH)4]－。

（3）由工艺流程可知，熟料溶解所得的溶液中含有K+、Na+、SO42-、[Al(OH)4]－、OH-等，加硫酸调pH值，[Al(OH)4]－转化为Al(OH)3沉淀而析出，母液中离子主要有K+、Na+、SO42-，因此含有溶质为K2SO4、Na2SO4。

（4）由工艺流程可知，废渣的主要成分为Fe2O3，可以通过检验铁离子来检验氧化铁。即取少量废渣，加入适量盐酸溶解，再滴加KSCN溶液，若溶液被红色，说明废渣中含有Fe2O3。

考点：考查学生对工艺流程的理解、氧化还原反应的有关判断和计算、离子检验、实验方案设计等