Question

某研究小组利用某酸性腐蚀废液(含Fe^3＋、Cu^2＋、NH₄^－、SO₄^2－)，制取铵明矾[NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O]的流程如下：

回答下列问题：

(1)加入铁屑的目的是______________________。

(2)第II步中用双氧水作为氧化剂。请写出步骤II氧化反应离子方程式__________________。

(3)检验溶液中含有NH₄^＋的方法是______________________。

(4)工业上将流程中产生的滤渣用NaClO碱性溶液氧化可生成一种高效净水剂(Na₂FeO₄)，写出对应的离子方程式：_________________________________。

(5)固体铵明矾加热过程中，固体质量随温度的变化如图所示。

若将铵明矾加热灼烧，400℃时剩余固体成分的化学式为___________。在温度从800℃到950℃的过程中得到的两种氧化物，一种为固体，一种为氧化性气体，该气体的名称是___________。

Answer

使Fe3+和Cu2+转化为Fe2+和Cu 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 向溶液中加入氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸置于管口，试纸变蓝色 3ClO-+4OH-+2Fe(OH)3=2FeO4-+3Cl-+5H2O NH4Al(SO4)2·2H2O 三氧化硫

【解析】

（1）酸性腐蚀废液中含Fe3+、Cu2+、NH4－、SO42-，加入铁屑，Fe可与Fe3+和Cu2+发生反应；

（2）双氧水具有强氧化性，可将Fe2+氧化为Fe3+；

（3）向溶液中加入氢氧化钠溶液，加热后，用红色的石蕊试纸检验；

（4）NaClO具有氧化性，能把Fe3+氧化为FeO4-，ClO-被还原为Cl-；

（5）9.06g铵明矾的物质的量为=0.02mol，晶体中结晶水的质量为0.02mol×12×18g/mol=4.32g，加热至400℃时固体质量减少9.06-5.46=3.6g<4.32g，剩余固体中结晶水的物质的量为=0.04mol，根据剩余固体中NH4Al(SO4)2和结晶水的物质的量之比得出固体成分的化学式；在温度从800℃到950℃的过程中得到的两种氧化物，一种为固体，一种为氧化性气体，该固体为氧化铝，根据铝守恒可得到铝的质量，进一步得出气体的成分。

（1）酸性腐蚀废液中含Fe3+、Cu2+、NH4－、SO42-，加入铁屑，可使Fe3+和Cu2+转化为Fe2+和Cu；

（2）双氧水具有强氧化性，可将Fe2+氧化为Fe3+，反应的离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；

（3）向溶液中加入氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸置于管口，试纸变蓝色，证明溶液中含有NH4＋；

（4）NaClO具有氧化性，能把Fe3+氧化为FeO4-，ClO-被还原为Cl-，离子方程式为：3ClO-+4OH-+2Fe(OH)3=2FeO4-+3Cl-+5H2O；

（5）9.06g铵明矾的物质的量为=0.02mol，晶体中结晶水的质量为0.02mol×12×18g/mol=4.32g，加热至400℃时固体质量减少9.06-5.46=3.6g<4.32g，剩余固体中结晶水的物质的量为=0.04mol，剩余固体中NH4Al(SO4)2和结晶水的物质的量之比为0.02mol:0.04mol=1:2，因此剩余固体成分的化学式为NH4Al(SO4)2·2H2O；在温度从800℃到950℃的过程中得到的两种氧化物，一种为固体，一种为氧化性气体，该固体为氧化铝，根据铝守恒可知铝为0.01mol，质量为1.02g，气体只能是SO3，名称为三氧化硫。