Question

【題目】用含有Al2O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的鋁灰制備Al2（SO4）3·18H2O，工藝流程如下（部分操作和條件略）：

Ⅰ. 向鋁灰中加入過量稀H2SO4，過濾；

Ⅱ. 向濾液中加入過量KMnO4溶液，調節溶液的pH約為3；

Ⅲ. 加熱，產生大量棕色沉淀，靜置，上層溶液呈紫紅色；

Ⅳ. 加入MnSO4至紫紅色消失，過濾；

Ⅴ. 加熱濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥，得到產品。

（1）H2SO4溶解Al2O3的離子方程式是__________________。

（2）KMnO4氧化Fe2＋的離子方程式補充完整：_________________

（3）已知：生成氫氧化物沉淀的pH

	Al（OH）3	Fe（OH）2	Fe（OH）3
開始沉淀時	3.4	6.3	1.5
完全沉淀時	4.7	8.3	2.8

注：金屬離子的起始濃度為0.1mol·L－1

根據表中數據解釋步驟Ⅱ的目的_______________；

（4）已知：一定條件下，MnO4－可與Mn2＋反應生成MnO2，

①向Ⅲ的沉淀中加入濃HCl并加熱，能說明沉淀中存在MnO2的現象是____________。

②Ⅳ中加入MnSO4的目的是_____________________。

Answer 1

【答案】 Al2O3＋6H＋＝2Al3＋＋3H2O 5 8H＋ 5 4H2O pH約為3時，Fe2＋和Al3＋不能沉淀，將Fe2＋氧化成Fe3＋，可使Fe元素沉淀完全 生成黃綠色氣體 除去過量的高錳酸根

【解析】（1）硫酸溶解氧化鋁生成硫酸鋁和水，反應的離子方程式為：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；（2）高錳酸根離子在酸溶液中被還原為錳離子，亞鐵離子被氧化為鐵離子，反應的離子方程式為：MnO4-+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，故答案為：1、5；8H+；1、5；4H2O；（3）向濾液中加入過量KMnO4溶液，目的是氧化亞鐵離子為三價鐵離子，依據圖表數據分析可知，鐵離子開始沉淀和沉淀完全的溶液pH為1.5--2.8，鋁離子和亞鐵離子開始沉淀的溶液pH大于3，所以調節溶液的pH約為3，可以使鐵離子全部沉淀，鋁離子不沉淀分離；故答案為：pH約為3時，Fe2+和Al3+不能形成沉淀，將Fe2+氧化為Fe3+，可使鐵完全沉淀；（4）一定條件下，MnO4-可與Mn2+反應生成MnO2，①向Ⅲ的沉淀中加入濃HCl并加熱，二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下反應生成氯化錳、氯氣和水，生成的氯氣是黃綠色氣體，能說明沉淀中存在MnO2的現象是生成黃綠色氣體；②MnO4-可與Mn2+反應生成MnO2，過濾除去，所以可以利用MnSO4的溶液和高錳酸鉀溶液反應生成二氧化錳，把過量高錳酸根離子除去；