Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | |
開始沉淀時(shí) | 3.8 | 6.3 | 2.7 |
完全沉淀時(shí) | 5.2 | 9.7 | 3.7 |
分析 鋁灰(含Al2O3及少量SiO2和FeO•xFe2O3),加入過量稀硫酸酸溶過濾,濾液為硫酸鋁、硫酸亞鐵、硫酸鐵,濾渣為二氧化硅和不溶性雜質(zhì),濾液中加入稍過量的高錳酸鉀溶液氧化亞鐵離子為鐵離子,調(diào)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二氧化錳固體和氫氧化鐵沉淀,濾液主要是硫酸鋁溶液,蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶過濾洗滌得到硫酸鋁晶體.
(1)氧化鋁是兩性氧化物溶于強(qiáng)酸強(qiáng)堿,與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁和水;
(2)三價(jià)鐵離子遇到硫氰酸根離子會(huì)呈現(xiàn)紅色,據(jù)此檢驗(yàn)鐵離子;
(3)一定條件下,MnO4-可與Mn2+反應(yīng)生成MnO2
①依據(jù)金屬陽離子沉淀開始和完全沉淀需要的溶液PH分析,亞鐵離子被氧化為鐵離子,調(diào)節(jié)溶液PH使鐵離子全部沉淀;根據(jù)氫氧化鐵的溶度積及pH=3.7計(jì)算出溶液中鐵離子濃度;
②濃鹽酸和二氧化錳再加熱條件下生成黃綠色氣體氯氣;
③加入MnSO4至紫紅色消失,目的是除去過量高錳酸根離子;
(4)由元素守恒可知,母液中存在較多的K+、SO42-.
解答 解:向鋁灰中加入過量稀H2SO4,A12O3和少量FeO•xFe2O3和硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵,SiO2不反應(yīng),過濾除去二氧化硅;向?yàn)V液中加入過量KMnO4溶液,高錳酸鉀把亞鐵離子氧化成鐵離子,調(diào)節(jié)溶液的pH約為3.7生成氫氧化鐵沉淀,除去鐵離子,過濾,濾液中含鋁離子和過量的高錳酸根離子,加入硫酸錳把過量高錳酸根離子除去,再過濾,對(duì)濾液蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶分離出硫酸鋁晶體.
(1)硫酸溶解氧化鋁生成硫酸鋁和水,反應(yīng)的離子方程式為:Al2O3+6H+=2Al3++3H2O,故答案為:Al2O3+6H+=2Al3++3H2O;
(2)三價(jià)鐵離子遇到硫氰酸根離子會(huì)呈現(xiàn)紅色,F(xiàn)e3++3SCN-?Fe(SCN)3溶液,取少量濾液,向其中加入硫氰化鉀溶液,溶液變紅色,說明濾液中含F(xiàn)e3+,反之,溶液不變紅色,說明濾液中不含F(xiàn)e3+,
故答案為:取少量濾液于試管,滴加KSCN溶液,溶液變?yōu)榧t色,則濾液中有Fe3+;
(3)①向?yàn)V液中加入過量KMnO4溶液,目的是氧化亞鐵離子為三價(jià)鐵離子,依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析可知,鐵離子開始沉淀和沉淀完全的溶液PH為2.7~3.7,鋁離子和亞鐵離子開始沉淀的溶液PH大于3.7,所以調(diào)節(jié)溶液的pH約為3.7,可以使鐵離子全部沉淀,鋁離子不沉淀分離;氫氧化鐵的溶度積Ksp[Fe( OH)3]=1.1×10-36,pH=3.7的溶液中,氫氧根離子的濃度為$\frac{1×1{0}^{-14}}{1×1{0}^{-3.7}}$=1×10-10.3mol/L,則c(Fe3+)=$\frac{1.1×1{0}^{-36}}{(1×1{0}^{-10.3})^{3}}$mol/L=1.1×10-5.1mol/L,
故答案為:將Fe2+氧化為Fe3+;調(diào)節(jié)pH值使鐵元素沉淀完全;1.1×10-5.1mol•L-1;
②向Ⅱ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(yīng)MnO2+4HCl(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O,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(xiàn)象是生成黃綠色氣體,
故答案為:生成有黃綠色氣體;MnO2+4HCl(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O;
③MnO4-可與Mn2+反應(yīng)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(yīng)生成二氧化錳,把過量高錳酸根離子除去,
故答案為:除去過量的MnO4-;
(4)反應(yīng)后,溶液中存在較多的K+、SO42-便留在母液中,可回收的主要物質(zhì)為K2SO4,故答案為:K2SO4.
點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)的制備流程分析,涉及鋁、鐵及其化合物性質(zhì)的應(yīng)用,主要是混合物分離的方法和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),加入氧化劑氧化亞鐵離子,調(diào)節(jié)溶液PH是沉淀分離是解題的關(guān)鍵,題目難度中等.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 溶液是無色透明的、均一的、穩(wěn)定的混合物 | |
B. | 濁液很不穩(wěn)定,分散質(zhì)顆粒在重力的作用下一定會(huì)向下沉淀 | |
C. | 膠體在一定條件下能穩(wěn)定住,屬于穩(wěn)定系 | |
D. | 植物油溶入汽油中形成的分散系,為不穩(wěn)定的乳濁液 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 0.6mol酒精 | B. | 標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48L SO2 | ||
C. | 0.36g H2O | D. | 含NA個(gè)氫原子的甲烷 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 甲醛 | B. | 乙醛 | C. | 丙醛 | D. | 丁醛 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 聚乙炔是乙炔發(fā)生聚合反應(yīng)形成的高聚物 | |
B. | 聚乙炔的化學(xué)式為 | |
C. | 聚乙炔是一種碳原子之間以單雙鍵交替結(jié)合的鏈狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì) | |
D. | 等質(zhì)量的聚乙炔和乙烯分別完全燃燒時(shí),它們耗氧量相同 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
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