Question

【題目】以粉煤灰（主要成分為Al2O3和SiO2，還含有少量的FeO、Fe2O3等）為原料制備Al2O3的流程如下：

（1） “酸浸”時需加入過量的稀硫酸，寫出Al2O3溶解的離子方程式___________________。

（2）證明酸浸后溶液中存在Fe3+的方法是：取酸浸后的溶液少許置于試管中，向其中滴加硫氰化鉀溶液，溶液變?yōu)檠�紅色；再慢慢滴入過量的H2O2溶液，溶液的紅色先變深，之后紅色逐漸褪去，繼續(xù)滴加會有氣泡逸出，該氣體會使帶火星的木條復燃。

①紅色變深的原因是（用離子方程式表示）：_____________________________；

②溶液紅色褪去是由于過氧化氫氧化了硫氰根離子，已知雙氧水氧化SCN—生成N2、CO2和SO42-，寫出該反應的離子方程式：____________________________；

③有氣體逸出，說明Fe3+對H2O2的分解有催化作用，寫出催化過程第一步反應的離子方程式________________________________。

（3） “提純”過程中，當加入NaOH溶液達到沉淀量最大時，溶液中c(SO42－)∶c(Na＋)＝___________。將H2S和空氣的混合氣體通入FeCl3 、FeCl2 、CuCl2的混合溶液中反應回收S，其物質轉化如圖所示。反應中當有1molH2S轉化為硫單質時，保持溶液中Fe3＋的物質的量不變，需要消耗O2的物質的量為______________。

（4） “沉淀”過程中，通入過量CO2時發(fā)生反應的化學方程式為________________________________。

Answer 1

【答案】 Al2O3+ 6H+ =2 Al 3++3H2O Fe3++3SCN-Fe(SCN) 3 2SCN- + 11H2O2 = 2CO2↑+ N2↑+2SO4 2-+ 10H2O+ 2H+ 2Fe3++ H2O2=2Fe2++ O2↑+2H+ 1∶2 0.5mol NaAlO2+ CO2 + 2H2O＝Al(OH)3↓+NaHCO3

【解析】（1）Al2O3屬 于兩 性氧化物，與 硫 酸反應生成鹽和水，正 確 答 案 為：Al2O3+ 6H+ =2 Al 3++3H2O。

（2）粉煤灰中含有少量FeO和Fe2O3，被 酸 溶 解 后，溶液中含有Fe3+和Fe2+，Fe3+與 硫氰化鉀溶液反應，溶液變?yōu)檠�紅色；溶液中滴加雙氧水溶液后，溶液中的Fe2+又被氧化為Fe3+，Fe3+的濃度增大，導致溶液的紅色變深；由于雙氧水具有較強的氧化性，隨著雙氧水的不斷加入直至過量，雙氧水又把硫氰根離子氧化，隨著硫氰根離子濃度的減少，溶液的顏色逐漸褪去，而溶液中的Fe3+又做了雙氧水分解的催化劑，釋放出氧氣，正確答案為：①Fe3++3SCN-Fe(SCN) 3；②2SCN- + 11H2O2 = 2CO2↑+ N2↑+2SO4 2-+ 10H2O+ 2H+；③2Fe3++ H2O2=2Fe2++ O2↑+2H+。

（3）提純的時候，溶液中含有Fe3+、Al3+和SO，加 入氫 氧 化 鈉 溶 液 后，使Fe3+和 Al3+ 恰好都變?yōu)槌恋?/span>，沉淀達到最大值，溶 液 中 剩 余 的 離 子 為 Na+ 和 SO，根據(jù)溶液中電荷守恒規(guī)律：c(SO)∶c(Na＋)＝1:2；根據(jù)電子得失守恒規(guī)律：1molH2S轉化為硫單質時，失去2mol電子，1molO2得 4mol電子，設消耗O2的 量 為 X，1× 2=4X，X=0.5；正確答案：0.5mol。

（4）Al3+在 過量 強 堿 溶 液 中變?yōu)?/span>AlO2-，通入過量的CO2時，產(chǎn)生氫氧化鋁沉淀，該沉淀不溶于過量的弱酸，正確答案：NaAlO2+ CO2 + 2H2O＝Al(OH)3↓+NaHCO3。