Question

【題目】以冶鋁的廢棄物鋁灰為原料制取超細α-氧化鋁，既降低環境污染又可提高鋁資源的利用率。已知鋁灰的主要成分為Al2O3（含少量雜質SiO2、FeO、Fe2O3），其制備實驗流程如下：

（1）鋁灰中氧化鋁與硫酸反應的化學方程式為 。

（2）圖中“濾渣”的主要成分為 (填化學式)。

（3）加30%的H2O2溶液發生的離子反應方程式為 。

（4）煅燒硫酸鋁銨晶體，發生的主要反應為：

4[NH4Al(SO4)2·12H2O]2Al2O3+ 2NH3↑+ N2↑+ 5SO3↑+ 3SO2↑+ 53H2O,將產生的氣體通過下圖所示的裝置。

①集氣瓶中收集到的氣體是 (填化學式)。

②足量飽和NaHSO3溶液吸收的物質除大部分H2O（g）外還有 (填化學式)。

③KMnO4溶液褪色（MnO4－還原為Mn2+），發生的離子反應方程式為 。

Answer 1

【答案】（1）Al2O3+ 3H2SO4= Al2(SO4)3+ 3H2O（2分）

（2）SiO2（2分）

（3）2Fe2++H2O2+2H+= 2Fe3++2H2O（2分）

（4）①N2（2分）②SO3、NH3（2分，缺漏不給分）。

③2MnO4－ +5SO2+ 2H2O = 2Mn2++ 5SO42－+4H+（2分）

【解析】

根據題意，鋁灰的主要成分為Al2O3（含少量雜質SiO2、FeO、Fe2O3），鋁灰中加稀硫酸，Al2O3、FeO、Fe2O3轉化為離子，SiO2不溶于硫酸，過濾，濾液中含有Al3+、Fe2+、Fe3+，加入雙氧水，Fe2+被氧化為Fe3+，加入K4[Fe（CN）6]后Fe3+轉化為沉淀，過濾，在濾液中加入硫酸銨，生成NH4Al（SO4）2，結晶、干燥、煅燒得到α-Al2O3。

（1）Al2O3與硫酸反應生成硫酸鋁和水，其反應的方程式為Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O。

（2）根據上述分析，圖中“濾渣”的主要成分是不溶于硫酸的二氧化硅，化學式為SiO2。

（3）濾液中含有Al3+、Fe2+、Fe3+，加30%的H2O2溶液將Fe2+被氧化為Fe3+，根據得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒配平，發生反應的離子方程式為2Fe2++ H2O2+2H+=2Fe3++2H2O

（4）①NH4Al（SO4）212H2O分解生成的氣體NH3和SO3被亞硫酸鈉吸收，二氧化硫被高錳酸鉀吸收，所以最后集氣瓶中收集到的氣體是N2。

②飽和NaHSO3能與SO3、氨氣反應，則足量飽和NaHSO3溶液吸收的物質除大部分H2O（g）外，還有SO3、NH3 。

③酸性條件下，KMnO4與二氧化硫反應生成硫酸根離子和錳離子，根據得失電子守恒、電荷守恒、原子守恒配平，其反應的離子方程式為：2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+。