Question

以冶炼金属铝的废弃物铝灰为原料制取超细α—氧化铝，既能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)，其制备流程如下：

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

（2）流程中加入H₂O₂ 有气体产生，原因是_______________________________。

（3）通过调节溶液的pH来“沉铁”，得到Fe(OH)₃。己知：

为保证产品的纯度，可以选用下列物质中的_______调节溶液pH(填字母)，调节pH的范围为___________________________。

a．A1₂O₃    b．NaOH    c．Al(OH) ₃   d．Na₂CO₃

（4）煅烧硫酸铝铵晶体，发生的主要反应为：

4[NH₄ Al(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)；

②装有KMnO₄溶液洗气瓶的作用是__________________________________；

③选用一种常用化学试剂和稀硝酸检验硫酸铝铵，该试剂是______________。

Answer

B Fe3+对H2O2的分解有催化作用 a c 3.2≤pH＜3.7 N2 吸收SO2 Ba(OH)2（溶液）

【解析】

铝灰的主要成分为A12O3(含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3)，加入稀硫酸浸取，氧化铝、氧化亚铁、氧化铁反应生成硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸铁，过滤得到的滤渣为SiO2；向滤液中加入H2O2将Fe2+氧化成Fe3+，然后调节pH使Fe3+转化成Fe(OH)3沉淀与Al3+分离，向硫酸铝溶液中加入硫酸铵溶液得到硫酸铝铵溶液，硫酸铝铵溶液经结晶、干燥、煅烧得到α—Al2O3，据此分析作答。

（1）能够焙烧固体的仪器是坩埚，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）在实验流程中，H2O2具有氧化性，能氧化亚铁离子生成铁离子，离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，而Fe3+对H2O2的分解有催化作用，所以有气体产生。

（3）为保证产品的纯度，可以选用A12O3 、Al(OH) 3调节溶液pH使Fe3+转化成Fe(OH)3沉淀而除去，NaOH、Na2CO3虽然可调节溶液的pH，但会引入新杂质，选ac；Fe3+开始沉淀的pH=2.2，沉淀完全的pH=3.2，Al3+开始沉淀的pH为3.7，为使Fe3+完全沉淀、而Al3+不形成沉淀，调节pH的范围为3.2≤pH＜3.7。答案：ac 3.2≤pH＜3.7。

(4) ①因为4[NH4 Al(SO4)2·12H2O] 2Al2O3+2NH3↑+N2↑+5SO3↑+3SO2↑+53H2O，NH3、N2、SO3、SO2的混合气体通入饱和亚硫酸钠溶液，NH3、SO3被吸收，剩余N2、SO2再通入酸性高锰酸钾溶液，SO2被吸收，剩余N2，所以集气瓶中收集到的气体是N2。

②装有KMnO4溶液洗气瓶的作用是吸收SO2气体。

③选用一种常用化学试剂和稀硝酸检验硫酸铝铵，检验硫酸根用Ba2+，检验NH4+、Al3+用OH-，所以该试剂是Ba(OH)2（溶液），答案：Ba(OH)2（溶液）。