Question

【題目】以冶煉金屬鋁的廢棄物鋁灰為原料制取超細α-氧化鋁，既能降低環(huán)境污染又可提高鋁資源的利用率。已知鋁灰的主要成分為Al2O3(含少量雜質(zhì)SiO2、FeO、Fe2O3)，其制備流程如下:

（1）用上圖中“濾渣”和NaOH焙燒制備硅酸鈉，可采用的裝置為____(填選項編號).

（2）流程中加入H2O2有氣體產(chǎn)生，原因是___________。

（3）通過調(diào)節(jié)溶液的pH來“沉鐵”，得到Fe(OH)3.己知:

	Fe3+	Fe2+	Al3+
開始沉淀時的pH	2.2	7.5	3.7
完全沉淀時的pH	3.2	9.0	4.7

為保證產(chǎn)品的純度，可以選用下列物質(zhì)中的____調(diào)節(jié)溶液pH(填字母)，調(diào)節(jié)pH的范圍為_____。

a.A12O3 b.NaOH c.Al(OH)3 d.Na2CO3

（4）煅燒硫酸鋁銨晶體，發(fā)生的主要反應(yīng)為:4[NH4Al(SO4)2·12H2O] 2Al2O3+2NH3↑+N2↑+5SO3↑+3SO2↑+53H2O，將產(chǎn)生的氣體通過下圖所示的裝置:

①集氣瓶中收集到的氣體是______(填化學(xué)式).

②裝有KMnO4溶液洗氣瓶的作用是________。

③選用一種常用化學(xué)試劑和稀硝酸檢驗硫酸鋁銨，該試劑_________，寫出硫酸鋁銨加入足量該試劑的離子方程式_________________。

Answer 1

【答案】 B Fe3+對H2O2的分解有催化作用 ac 3.2≤pH<3.7 N2 吸收SO2 濃Ba(OH)2溶液 NH4++Al3++2SO42-+2Ba2++5OH-=AlO2-+NH3+3H2O+2BaSO4↓

【解析】（1）鋁灰中Al2O3、FeO 、Fe2O3均被稀硫酸溶解，所以剩余的“濾渣”的主要成分是SiO2；二氧化硅與氫氧化鈉焙燒制備硅酸鈉；蒸發(fā)皿不能用來加熱固體，A錯誤；鐵與二氧化硅、氫氧化鈉均不反應(yīng)，可以用鐵坩堝進行加熱，B正確；玻璃中含二氧化硅和氫氧化鈉反應(yīng)，C錯誤；瓷坩堝含有二氧化硅和氫氧化鈉反應(yīng)，D錯誤；正確選項B。

（2）雙氧水在氧化亞鐵離子時，溶液中的Fe3+對H2O2的分解有催化作用，所以流程中加入H2O2有氣體產(chǎn)生；正確答案：Fe3+對H2O2的分解有催化作用。

（3）本流程最終制備氧化鋁，因此，要加入含有鋁元素，能夠與酸反應(yīng)，但不溶于水的化合物來調(diào)節(jié)溶液的pH，氧化鋁、氫氧化鋁都不溶于水，都能和酸反應(yīng)，溶解后又不產(chǎn)生新雜質(zhì)，滿足流程要求；而氫氧化鈉、碳酸鈉不僅和鐵離子反應(yīng)，也能和鋁離子反應(yīng)，無法達到只沉鐵的目的，選項ac符合題意；為了使鐵離子變?yōu)槌恋�，而鋁離子不沉淀，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，調(diào)節(jié)溶液的pH的范圍為3.2≤pH<3.7；正確答案： ac； 3.2≤pH<3.7。

（4）將產(chǎn)生的混合氣體通入裝置中，水分溶在NaHSO3溶液中，SO3溶于水生成H2SO4， H2SO4與NaHSO3反應(yīng)生成SO2；同時NaHSO3溶液能與氨水反應(yīng)，所以混合氣體中被吸收了 SO3和NH3；KMnO4具有強氧化性，能將SO2氧化，最終用排水法收集N2。

①NH4Al（SO4）2·12H2O分解生成的氣體NH3和SO3被亞硫酸鈉吸收，二氧化硫被高錳酸鉀吸收，所以最后集氣瓶中收集到的氣體是N2；正確答案：N2。

②KMnO4具有強氧化性，能將SO2氧化吸收；因此裝有KMnO4溶液洗氣瓶的作用是吸收SO2；正確答案：吸收SO2。

③NH4Al（SO4）2·12H2O晶體中含有銨根離子、鋁離子和硫酸根離子，加入濃Ba(OH)2溶液就可以檢驗出三種離子：向硫酸鋁銨溶液中逐滴濃氫氧化鋇溶液直至過量，先產(chǎn)生白色沉淀，并聞到有刺激性氣味；因為硫酸鋇不溶于強堿，而氫氧化鋁溶于過量的強堿；所以當(dāng)堿過量后，白色沉淀部分溶解； 硫酸鋁銨加入足量Ba(OH)2溶液反應(yīng)生成硫酸鋇、偏鋁酸鋇、一水合氨；離子方程式NH4++Al3++2SO42-+2Ba2++5OH-=AlO2-+NH3+3H2O+2BaSO4↓；正確答案：濃Ba(OH)2溶液；NH4++Al3++2SO42-+2Ba2++5OH-=AlO2-+NH3+3H2O+2BaSO4↓。