Question

鋁土礦的主要成分為Al₂O₃．生產(chǎn)銨明礬[NH₄Al（SO₄）₂?12H₂O]和Z（其水溶液可用于傷口消毒）的工藝流程圖如下：

（1）反應(yīng)Ⅰ的主要離子方程式是

 

．
（2）已知反應(yīng)Ⅱ中會(huì)生成氫氧化鋁沉淀，則加入過量的X為

 

（填化學(xué)式）．
（3）“電解”時(shí)，用惰性材料作電極，則陰極反應(yīng)可表示為

 

．
（4）流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是

 

．
（5）反應(yīng)Ⅵ的化學(xué)方程式為

 

．
（6）已知銨明礬的許多用途和明礬類似，請(qǐng)說明銨明礬的凈水原理

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：鋁土礦的主要成分是氧化鋁，加氫氧化鈉溶液，生成偏鋁酸鈉，偏鋁酸鈉溶液與過量X反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，則X為二氧化碳反應(yīng)，反應(yīng)Ⅲ為氫氧化鋁中加上Y可以制得NH₄Al（SO₄）₂，需要有氫離子溶解氫氧化鋁，還有硫酸根離子，故Y為H₂SO₄；反應(yīng)Ⅴ中氨氣與硫酸反應(yīng)生成NH₄HSO₄，反應(yīng)Ⅳ中NH₄HSO₄轉(zhuǎn)化為銨明礬，反應(yīng)Ⅵ也產(chǎn)生NH₄HSO₄，可見NH₄HSO₄可以在反應(yīng)中循環(huán)使用；
（1）I中Al₂O₃與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉；
（2）向偏鋁酸鈉溶液中通過量的二氧化碳生成氫氧化鋁；
（3）電解NH₄HSO₄溶液陰極氫離子得電子；
（4）根據(jù)流程分析；
（5）反應(yīng)Ⅵ（NH₄）₂S₂O₈和H₂O反應(yīng)生成NH₄HSO₄和雙氧水；
（6）鋁離子水解生成氫氧化鋁膠體，膠體具有吸附性．

解答： 解：鋁土礦的主要成分是氧化鋁，加氫氧化鈉溶液，生成偏鋁酸鈉，偏鋁酸鈉溶液與過量X反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，則X為二氧化碳，反應(yīng)Ⅲ為氫氧化鋁中加上Y可以制得NH₄Al（SO₄）₂，需要有氫離子溶解氫氧化鋁，還有硫酸根離子，故Y為H₂SO₄；反應(yīng)Ⅴ中氨氣與硫酸反應(yīng)生成NH₄HSO₄，反應(yīng)Ⅳ中NH₄HSO₄轉(zhuǎn)化為銨明礬，反應(yīng)Ⅵ也產(chǎn)生NH₄HSO₄，可見NH₄HSO₄可以在反應(yīng)中循環(huán)使用；
（1）I中Al₂O₃與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，則反應(yīng)的離子方程式為：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，故答案為：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；
（2）偏鋁酸鈉溶液與弱酸性溶液反應(yīng)會(huì)生成氫氧化鋁沉淀，偏鋁酸鈉溶液與過量X反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，則X為二氧化碳，故答案為：CO₂；
（3）“電解”時(shí)，用惰性材料作電極，已知溶液為NH₄HSO₄溶液，電解時(shí)陰極氫離子得電子生成氫氣，則電極方程式為：2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；
（4）反應(yīng)Ⅴ中氨氣與硫酸反應(yīng)生成NH₄HSO₄，反應(yīng)Ⅵ也產(chǎn)生NH₄HSO₄，可見NH₄HSO₄可以在反應(yīng)中循環(huán)使用，故答案為：NH₄HSO₄；
（5）反應(yīng)Ⅵ（NH₄）₂S₂O₈和H₂O反應(yīng)生成NH₄HSO₄和雙氧水，則反應(yīng)Ⅵ的化學(xué)方程式為：（NH₄）₂S₂O₈+2H₂O=2NH₄HSO₄+H₂O₂；
故答案為：（NH₄）₂S₂O₈+2H₂O=2NH₄HSO₄+H₂O₂；
（6）銨明礬在水中會(huì)電離出Al³⁺，Al³⁺水解生成Al（OH）₃膠體，Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，氫氧化鋁膠體具有吸附性，能夠吸附水中的雜質(zhì)以起到凈水作用；
故答案為：銨明礬在水中會(huì)電離出Al³⁺，Al³⁺水解生成Al（OH）₃膠體，Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，Al（OH）₃膠體能夠吸附水中的雜質(zhì)以起到凈水作用．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)工藝流程的理解、閱讀獲取信息能力、方程式書寫、電解原理的應(yīng)用等，難度中等，需要學(xué)生具備閱讀獲取信息能力、綜合運(yùn)用知識(shí)、信息分析問題解決問題能力．