Question

【題目】明礬[KAl(SO4)2·12H2O]在生產(chǎn)、生活中有廣泛用途：飲用水的凈化；造紙工業(yè)上作施膠劑；食品工業(yè)的發(fā)酵劑等。利用煉鋁廠的廢料——鋁灰(含Al、Al2O3及少量SiO2和FeO·xFe2O3)可制備明礬。工藝流程如下：

回答下列問題：

（1）明礬凈水的原理是___(用離子方程式表示)。

（2）操作Ⅰ是___，操作Ⅱ是蒸發(fā)濃縮、___、過濾、___、干燥。

（3）檢驗濾液A中是否存在Fe2＋的試劑是___(只用一種試劑)。

（4）在濾液A中加入高錳酸鉀的作用：___。

（5）已知：在pH＝3、加熱條件下，MnO4-可與Mn2＋反應生成MnO2。加入MnSO4發(fā)生反應的離子方程式為：___，濾渣2含有的物質是__。

Answer 1

【答案】Al3++3H2OAl(OH)3（膠體）+3H+ 過濾 冷卻結晶 洗滌 高錳酸鉀酸性溶液或鐵氰化鉀溶液 使Fe2+轉化為Fe3+ 3Mn2++2 MnO4+2H2O=5MnO2↓+4H+ MnO2、Fe(OH)3

【解析】

鋁灰（含Al、Al2O3及少量SiO2和FeOxFe2O3）中加入過量稀硫酸過濾，濾液為硫酸鋁、硫酸亞鐵、硫酸鐵，操作I為過濾，濾渣1為二氧化硅，濾液A中加入稍過量高錳酸鉀溶液將亞鐵離子氧化為鐵離子，調節(jié)溶液pH使鐵離子全部沉淀，鋁離子不沉淀，加入適量硫酸錳除去過量的高錳酸鉀，過濾得到濾渣2為二氧化錳固體和氫氧化鐵沉淀，濾液B主要是硫酸鋁溶液，加入硫酸鉀，操作II為蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌，從而得到明礬。

（1）明礬凈水的原理是：Al3++3H2OAl(OH)3（膠體）+3H+，Al(OH)3膠體具有較強吸附性，可吸附水中懸浮雜質而凈水；

（2）操作Ⅰ是將難溶性固體與溶液分離的操作，叫過濾，操作Ⅱ是蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥就得到明礬。

（3）檢驗濾液A中是否存在Fe2+的方法是取適量濾液A于試管中，滴加鐵氰化鉀溶液，若產(chǎn)生藍色沉淀，證明Fe2+存在，或取適量濾液A于試管中，加入酸性KMnO4溶液，若紫紅色褪為無色，則存在Fe2+；

（4）在濾液A中加入高錳酸鉀的目的是使Fe2+轉化為Fe3+，發(fā)生反應的離子方程式為5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O；

（5）在pH=3、加熱條件下，MnO4可與Mn2+反應生成MnO2，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒，加入MnSO4發(fā)生反應的離子方程式為：3Mn2++2 MnO4+2H2O=5MnO2↓+4H+，過濾得到反應中生成難溶的二氧化錳和沉淀得到的氫氧化鐵沉淀，則濾渣2為MnO2、Fe(OH)3。