Question

16．明礬石經(jīng)處理后得到明礬[KAl（SO₄）₂•12H₂O]．從明礬制備Al、K₂SO₄、和H₂SO₄的過程如下所示：

請回答下列問題：
（1）Al的原子結(jié)構(gòu)示意圖為
（2）從水浸后的濾液中得到K₂SO₄晶體的方法是蒸發(fā)結(jié)晶．
（3）Al₂O₃在一定條件下可制得KAlO₂，其反應(yīng)的離子方程式為Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O．
（4）配平焙燒明礬的化學(xué)方程式為：
4KAl（SO₄）₂•12H₂O+3 S═2K₂SO₄+2Al₂O₃+9SO₂+48H₂O
若生成標況下11.2L的SO₂，則轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.67mol
（5）焙燒產(chǎn)生的SO₂可用于制硫酸，焙燒948t明礬（M=474g/mol），若SO₂的轉(zhuǎn)化率為96%，可產(chǎn)生質(zhì)量分數(shù)為98%的硫酸432t．

Answer 1

分析 （1）鋁為13號元素，核外有13個電子，根據(jù)核外電子排布規(guī)律可畫出原子結(jié)構(gòu)示意圖；
（2）水浸后的濾液中的溶質(zhì)為K₂SO₄，從硫酸鉀溶液中獲得到K₂SO₄晶體，可以用蒸發(fā)結(jié)晶的方法；
（3）Al₂O₃與氫氧化鉀反應(yīng)可制得KAlO₂，根據(jù)電荷守恒和元素守恒可書寫離子方程式；
（4）在該反應(yīng)中硫酸根中的部分硫元素從+6價降為+4價，硫單質(zhì)中硫從0價升為+4價，根據(jù)化合價升降法結(jié)合元素守恒可配平該氧化還原反應(yīng)，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中二氧化硫與電子轉(zhuǎn)移數(shù)目的關(guān)系計算轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量；
（5）根據(jù)焙燒方程式可知焙燒948t明礬產(chǎn)生二氧化硫的質(zhì)量，再利用硫元素守恒計算出硫酸的質(zhì)量．

解答 解：（1）鋁為13號元素，核外有13個電子，其原子結(jié)構(gòu)示意圖為，故答案為：；
（2）水浸后的濾液中的溶質(zhì)為K₂SO₄，從硫酸鉀溶液中獲得到K₂SO₄晶體，可以用蒸發(fā)結(jié)晶的方法，故答案為：蒸發(fā)結(jié)晶；
（3）Al₂O₃與氫氧化鉀反應(yīng)可制得KAlO₂，反應(yīng)的離子方程式為Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，故答案為：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；
（4）在該反應(yīng)中硫酸根中的部分硫元素從+6價降為+4價，硫單質(zhì)中硫從0價升為+4價，根據(jù)化合價升降法結(jié)合元素守恒可知，該氧化還原反應(yīng)為4kAl（SO₄）₂﹒12H₂O+3S=2k₂SO₄+2Al₂O₃+9SO₂+48H₂O，根據(jù)反應(yīng)可知，每生成9mol二氧化硫，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子12mol，所以標況下11.2L即0.5mol的SO₂，則轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.67mol，
故答案為：4、3、2、2、9、48； 0.67mol；
（5）設(shè)可產(chǎn)生質(zhì)量分數(shù)為98%的硫酸為xt，
根據(jù)焙燒方程式有關(guān)系式4kAl（SO₄）₂﹒12H₂O～9H₂SO₄
                        4×474          9×98 
                       948t×96%        xt×98%

$\frac{4×474}{948t×96%}$=$\frac{9×98}{xt×98%}$，解得：x=432，
故答案為：432．

點評 本題考查了氧化還原反應(yīng)的分析，氧化還原反應(yīng)的配平，化學(xué)計算等，題目難度中等，試題有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力，提高學(xué)生靈活運用基礎(chǔ)知識解決實際問題的能力及化學(xué)計算能力．