Question

用含有A1₂O₃、SiO₂和少量FeO·xFe₂O₃的铝灰制备A1₂(SO₄)₃·18H₂O。工艺流程如下：

(一定条件下，可与Mn²⁺反应生成MnO₂)

已知： 生成氢氧化物沉淀的pH

	Al(OH)3	Fe(OH)2	Fe(OH)3
开始沉淀时	3.4	6.3	2.7
完全沉淀时	5.2	9.7	3.2

(1)H₂SO₄溶解A1₂O₃的离子方程式是_______________;

(2)检验滤液中还存在Fe^2＋的方法是____________(注明试剂、现象)。

(3)“除杂”环节有如下几个步骤:

(Ⅰ)向滤液中加入过量KMnO₄溶液，调节溶液的pH为3.2；

(Ⅱ)加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色:

(Ⅲ)加入MnSO₄至紫红色消失，过滤。

①步骤Ⅰ的目的_________；调节溶液的pH为3.2的目的是__________。

②向Ⅱ的沉淀中加入浓HCl并加热，能说明沉淀中存在MnO₂的现象是______，写出其反应方程式________________；

③Ⅲ中加入MnSO₄的目的是__________。

(4)从多次循环使用后母液中可回收的主要物质是_________(填化学式)。

Answer

Al2O3+6H+=2Al3++3H2O 取少量滤液，滴加KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色 将Fe2+氧化为Fe3+ 调节pH值使铁完全沉淀 有黄绿色气体生成 MnO2＋4HClMnCl2+ Cl2↑+2H2O 除去过量的 K2SO4

【解析】

根据工艺流程分析可知，铝灰加稀硫酸酸浸后，Al2O3和铁的氧化物溶解，过滤得到SiO2的滤渣和含有Al3+、Fe3+、Fe2+的滤液，除杂后冷却结晶再过滤，得到产品，据此分析解答问题。

(1)硫酸溶解氧化铝的离子方程是属于基础题，该离子方程式为A12O3+6H+=2A13++3H2O；

(2)由于在上述流程中，所得的滤液既含有亚铁离子，又含有铁离子，因此二者共存时要检验亚铁离子应该用酸性高锰酸钾溶液检验，避免使用KSCN；所以操作方法为：取少量滤液，滴加KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色；

(3)①除杂步骤中加入高锰酸钾就是要加入氧化剂，把亚铁离子氧化为铁离子，在调节pH值到3.2，好让铁离子完全沉淀除去，同时不使其他离子沉淀；

②若步骤II所得的沉淀中含有二氧化锰，则往沉淀中加入浓盐酸，则会发生我们熟悉的实验室制备氯气的反应，因此可以观察到有黄绿色气体产生，方程式为MnO2＋4HCl= MnCl2+Cl2↑+2H2O；

③步骤II所得的上层溶液显紫红色，所以溶液中含有，可与Mn2+反应生成MnO2 ，所以加入MnSO4的目的是出去过量的 ；

(4)除杂步骤除去了杂质离子，不断循环后，循环液中含有大量的高锰酸钾反应剩下的钾离子，同时加入了MnSO4，所以还剩有硫酸根离子；因此主要物质是硫酸钾。