Question

【題目】明礬在日常生活中用途非常廣泛。用廢鋁灰（含Al、Al2O3、Fe、Fe2O3、FeO 等）為原料制取明礬的工藝流程如下圖�；卮鹣铝袉栴}：

已知：Fe3＋開始沉淀到沉淀完全時溶液的pH 為1.9～3.7。

（1）明礬凈水的原理是_______________________（用離子方程式表示）。

（2）“酸溶”時，Al2O3溶解的化學方程式為______________________。

（3）“氧化”時，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______________。

（4）“步驟①”的目的是______；“濾渣2”經(jīng)堿洗、水洗、干燥和煅燒，得到的產(chǎn)品的名稱是_____（填俗稱）。

（5）“步驟②”包含的操作有_________、__________、過濾及干燥。

Answer 1

【答案】Al3++3H2OAl(OH)3(膠體)+3H+ Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 調(diào)節(jié)溶液pH，使沉淀完全 鐵紅 蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶

【解析】

廢鋁灰(含Al、Al2O3、Fe、Fe2O3、FeO 等)加入足量稀硫酸進行酸浸溶解并過濾，得到含有Al3+、Fe2+、Fe3+、SO42-的酸性濾液，濾渣1為不與硫酸反應(yīng)的雜質(zhì)，向濾液中加入雙氧水將濾液中的Fe2+氧化為Fe3+，由于Fe(OH)3比Al(OH)3更難溶，向氧化后的濾液中加入Al(OH)3，Fe3+轉(zhuǎn)化為更難溶的Fe(OH)3沉淀，過濾后得到含有Al3+、SO42-的濾液，濾渣2為Fe(OH)3，向濾液中加入K2SO4制得產(chǎn)品溶液，對溶液進行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、干燥最終得到產(chǎn)品硫酸鋁鉀的晶體，據(jù)此分析解答。

(1)明礬是強酸弱堿鹽，弱酸根離子Al3+水解產(chǎn)生氫氧化鋁膠體，能夠吸附水中懸浮的物質(zhì)形成沉淀而除去，從而達到達到凈水的目的。其反應(yīng)原理用方程式表示為：Al3++3H2OAl(OH)3(膠體)+3H+；

(2)“酸溶”時，Al2O3和硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁和水，化學方程式為Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O；

(3)“氧化”時，加入氧化劑過氧化氫，將濾液中的Fe2+氧化為Fe3+，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；

(4)“步驟①”加入濾液中加入Al(OH)3，作用是調(diào)節(jié)溶液的pH值，由于Fe(OH)3比Al(OH)3更難溶，使Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而除去；“濾渣2”的成分是Fe(OH)3，煅燒時分解生成氧化鐵，它是一種紅棕色粉末，常用作顏料，俗名是鐵紅；

(5) “步驟②”是從溶液中獲得產(chǎn)品明礬，包含的操作有蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾及干燥。