Question

（15分）NH₄Al(SO₄)₂是食品加工中最為快捷的食品添加劑，用于焙烤食品，工業上常用鋁土礦（主要成分為Al₂O₃和少量的 SiO₂、Fe₂O₃雜質）生產銨明礬晶體
NH₄Al(SO₄)₂?12H₂O，其工藝流程圖如下：

（1）廢渣a、b 的成分分別是：_________、_____________。（寫名稱）
（2）流程圖中X的化學式為：_______________。
（3）反應Ⅲ的離子方程式為：_________________________________________；從銨明礬溶液中獲得銨明礬晶體的操作依次為（填操作名稱）_________、冷卻結晶、過濾洗滌。
（4）過硫酸銨[(NH₄)₂S₂O₈]在工業生產中有廣泛的用途，可以作為氧化劑和漂白劑，廣泛地用于蓄電池工業；還用作聚合的引發劑、纖維工業的脫漿劑。在上述的工藝流程中用惰性電極電解X與反應Ⅵ所得物質的混合溶液可以得到過硫酸銨。
寫出陽極反應式：________________________                  ____。
（5）反應Ⅶ的化學方程式為：_________________________  _____________；
NH₄HSO₄溶液中離子濃度由大到小順序為：__________________________  _。
（6）向硫酸鋁銨溶液中逐滴加入氫氧化鋇溶液，不可能發生的反應是       （填選項字母）

A．4NH4Al(SO4)2+3Ba(OH)2＝2(NH4)2SO4+3BaSO4↓+ Al2 (SO4)3+2Al(OH)3↓

B．2NH4Al(SO4)2+4Ba(OH)2＝(NH4)2SO4+3BaSO4↓+Ba(AlO2)2

C．2NH4Al(SO4)2+3Ba(OH)2＝(NH4)2SO4+3BaSO4↓+2Al(OH)3↓

D．NH4Al(SO4)2+2Ba(OH)2＝NH3·H2O+2BaSO4↓+ Al(OH)3↓

Answer 1

（1）二氧化硅（1分）、氫氧化鐵（1分）
（2）H₂SO₄ （1分）  
（3）AlO₂^－＋CO₂＋2H₂O=HCO₃^－＋Al(OH)₃↓（2分）；蒸發濃縮（2分）。
（4）2SO₄^2- - 2e^-=S₂O₈^2-（2分）
（5）(NH₄)₂S₂O₈+2H₂O=2NH₄HSO₄+H₂O₂（2分）；　
c(H⁺)>c(SO₄^2－)>c(NH₄⁺)>c(OH^－)（2分）
（6） B（2分）

解析試題分析：根據鋁土礦的成分和流程圖中反應III通入CO₂，可推知X為H₂SO₄，Y為NaOH。
（1）鋁土礦加入過量硫酸溶液，得到的廢渣a為：二氧化硅；再通入過量的NaOH溶液，Fe₂(SO₄)₃與NaOH反應得到的廢渣b為：氫氧化鐵。
（2）根據上述分析，流程圖中X的化學式為：H₂SO₄
（3）由工藝流程轉化可知，反應III為向含有AlO₂^-的的濾液中通入過量CO₂氣體，使AlO₂^-完全轉化為Al（OH）₃，在溶液中CO₂、AlO₂^-、H₂O反應生成Al（OH）₃與HCO₃^-，反應離子方程式為AlO₂^－＋CO₂＋2H₂O=HCO₃^－＋Al(OH)₃↓；從銨明礬溶液中獲得銨明礬晶體的操作依次為：蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌。
（4）根據電解原理陽極失電子發生氧化反應，SO₄²?失電子生成S₂O₈^2-，電極方程式為：2SO₄^2--2e^-═S₂O₈^2-。
（5）由工藝流程轉化可知，反應Ⅶ是H₂O與（NH₄）₂S₂O₈反應產生H₂O₂和NH₄HSO₄，反應方程式為（NH₄）₂S₂O₈+2H₂O=2NH₄HSO₄+H₂O₂；NH₄HSO₄溶液中NH₄⁺發生部分水解反應，生成H⁺，所以離子濃度由大到小的順序為：c(H⁺)>c(SO₄^2－)>c(NH₄⁺)>c(OH^－)。
（6）設NH₄Al（SO₄）₂為2mol，溶液中含有2molNH₄⁺、2molAl³⁺、4molSO₄^2-，Al³⁺完全沉淀時，需要3molBa（OH）₂，此時發生2NH₄Al（SO₄）₂+3Ba（OH）₂=（NH₄）₂SO₄+3BaSO₄↓+2Al（OH）₃↓，故C項可能；如SO₄^2-完全反應，則需要4molBa（OH）₂，此時發生NH₄Al（SO₄）₂+2Ba（OH）₂=NH₃?H₂O+2BaSO₄↓+Al（OH）₃↓，故D項可能；如Al³⁺完全轉化為AlO₂^-，則需要5molBa（OH）₂，此時發生2NH₄Al（SO₄）₂+5Ba（OH）₂=2NH₃?H₂O+4BaSO₄↓+Ba（AlO₂）₂+4H₂O，則n(NH₄Al(SO₄)₂)：n(Ba(OH)₂)＜2時，生成產物為（NH₄）₂SO₄、BaSO₄↓、Al（OH）₃，可能含有Al₂（SO₄）₃，故A項可能；n(NH₄Al(SO₄)₂)：n(Ba(OH)₂) =2時，生成產物為NH₃?H₂O、BaSO₄和Al（OH）₃，故B項不可能發生。
考點：本題考查化學流程的分析、基本操作、電解原理、離子濃度比較、化學反應的判斷。