Question

铵明矾［NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O］是分析化学常用的基准试剂，工业上常用铝土矿（主要成分为Al₂O₃）来生产铵明矾，其中Z的水溶液可用于伤口消毒，其工艺流程图如下：

（1）写出反应Ⅱ的离子方程式____________________。

（2）25℃时，将0.2 mol·L^-1的氨水与0.1 mol·L^-1的Y溶液等体积混合，所得溶液的pH=5，则该温度下氨水的电离常数K_b≈_____________（忽略混合时溶液体积的变化）。

（3）从反应Ⅳ的铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为_____________、____________、过滤、洗涤（填操作名称）。

（4）“电解”时，用惰性材料作电极，则阳极电极反应式为__________________________。

（5）反应Ⅵ的化学方程式为______________________。

（6）废水中含有Fe^2＋、Mn²⁺等金属离子对自然环境有严重的破坏作用，，可用(NH₄)₂S₂O₈氧化除去。写出Mn²⁺被氧化生成MnO₂的离子方程式为__________________________________。Z也有较强氧化性，在实际生产中不用Z氧化Mn²⁺的原因是_______________________________________。

Answer

AlO2-+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3- 1×10-5 蒸发浓缩 冷却结晶 2SO42-—2e－ ＝ S2O82- (NH4)2S2O8＋2H2O ＝ 2NH4HSO4 ＋H2O2 S2O82－ + 2H2O + Mn 2＋＝4H＋ + 2SO42－ + MnO2↓ 锰的化合物可催化H2O2的分解，使消耗的H2O2增多

【解析】（1）氧化铝与强碱溶液反应生成偏铝酸盐溶液，向溶液中通入足量二氧化碳气体生成氢氧化铝和碳酸氢盐，离子方程式AlO2-+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3-；正确答案：AlO2-+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3-。

（2）根据题意可知，设溶液的体积均为1L，氨水和硫酸恰好完全反应生成硫酸铵0.1mol，根据水解反应NH4++H2ONH3∙H2O+H+可知：所得溶液的pH=5，c(H+)=10-5mol/L, c(NH3∙H2O)= 10-5mol/L, 两溶液等体积混合，所以c(NH4+)=0.1 mol/L,根据水解平衡常数计算公式可得：Kh=KW/Kb= c(NH3∙H2O) ×c(H+)/ c(NH4+), KW=10-14,所以带入数值后得Kb≈1×10-5；正确答案：1×10-5。

（3）先把铵明矾水溶液进行蒸发浓缩 ，再降温结晶，过滤、洗涤，得到该物质的晶体，实验操作依次为蒸发浓缩 、冷却结晶； 正确答案：蒸发浓缩 、冷却结晶。

（4）有反应III可知，氢氧化铝溶于硫酸溶液生成硫酸铝，所以试剂Y为硫酸溶液，通过流程看出，溶液中的氢离子得电子变为氢气，那么只有硫酸根离子失电子变为S2O82-，则阳极电极反应式为2SO42-—2e－＝ S2O82-；正确答案：2SO42-—2e－＝ S2O82-。

（5）根据流程图看出，(NH4)2S2O8与水反应生成NH4HSO4，再根据原子守恒规律，得另外一种物质为H2O2，反应Ⅵ的化学方程式为(NH4)2S2O8＋2H2O ＝ 2NH4HSO4 ＋H2O2 ；正确答案：(NH4)2S2O8＋2H2O ＝ 2NH4HSO4 ＋H 2O2。

（6）根据氧化还原反应规律：Mn2+被氧化生成MnO2，S2O82－被还原为SO42－，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒写出离子方程式为S2O82－ + 2H2O + Mn 2＋＝4H＋ + 2SO42－ + MnO2↓；正确答案：S2O82－ + 2H2O + Mn 2＋＝4H＋ + 2SO42－ + MnO2↓。过氧化氢也有较强氧化性，但在实际生产中不用Z氧化Mn2+，原因是锰的化合物可催化H2O2的分解，使消耗的H2O2增多；正确答案：锰的化合物可催化H2O2的分解，使消耗的H2O2增多。