Question

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Al₂O₃(含少量杂质SiO₂、FeO、Fe₂O₃)，其制备实验流程如下：

(1)写出铝灰与硫酸反应涉及的离子方程式________________________________________________。

(2)图中“滤渣”的主要成分为________(填化学式)。

(3)加30%H₂O₂溶液发生的离子反应方程式为______________________________________。

(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)。

②足量饱和NaHSO₃溶液吸收的物质除大部分H₂O(g)外还有________(填化学式)。

③KMnO₄溶液褪色(MnO₄^—被还原为Mn^2＋)，发生的离子反应方程式为_________________。

Answer

Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O，Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O SiO2 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O N2 SO3、NH3 2MnO＋5SO2＋2H2O===2Mn2＋＋5SO＋4H＋

【解析】

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，滤渣含SiO2，滤液中含有Al3＋、Fe2＋、Fe3＋，加30%双氧水，Fe2＋被氧化为Fe3＋，加入K4[Fe（CN）6]，Fe3＋转化为蓝色沉淀，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。

（1）Al2O3与硫酸反应生成硫酸铝和水，其反应的方程式为：Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O，Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O ；（2）图中“滤渣”的主要成分为不溶于硫酸的SiO2，（3）加30%H2O2溶液Fe2＋被氧化为Fe3＋，发生的离子反应方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O ；（4）①NH4Al(SO4)2·12H2O分解生成的气体NH3和SO3被亚硫酸钠吸收，二氧化硫被高锰酸钾吸收，所以最后集气瓶中收集到的气体是N2；②NH3极易溶于水，NH3所以能被亚硫酸钠溶液吸收，SO3与水反应是硫酸，则SO3也被亚硫酸钠溶液吸收，所以足量饱和NaHSO3溶液吸收的物质除大部分H2O（g）外还有SO3、NH3；③酸性条件下，KMnO4与二氧化硫反应生成硫酸根离子和锰离子，其反应的离子方程式为：2MnO4－+5SO2+2H2O=2Mn2＋+5SO42－+4H＋；