Question

【題目】明礬石的主要成分是K2SO4·Al2(SO4)3·2Al2O3·6H2O，還含有少量Fe2O3 雜質。利用明礬石制備氫氧化鋁的流程如下：

（1）焙燒爐中發生反應的化學方程式為2Al2(SO4)3+3S=2Al2O3+9SO2，若生成1molAl2O3，則轉移的電子數為______。

（2）將標況下1.12L爐氣通入100mL0.5mol/LNaOH 溶液中，得到一種酸性溶液，則該溶液中各種離子濃度由大到小的排列順序為______。

（3）熟料溶解時反應的離子方程式為_________。

（4）檢驗廢渣中含有Fe2O3所需的試劑是______________。

（5）母液中溶質主要成分的化學式為_______，溶液調節pH后經過濾、洗滌可得Al(OH)3沉淀，證明沉淀已洗滌干凈的實驗操作和現象是___________。

Answer 1

【答案】3.612×1024 c（Na+）＞c（HSO3-）＞c（H+）＞c（SO32-）＞c（OH-） Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O 稀鹽酸、硫氰化鉀 K2SO4、Na2SO4 取最后一次洗滌液于試管中，滴加BaCl2溶液，若無白色沉淀生成則已洗滌干凈

【解析】

（1）所含元素化合價降低的反應物是氧化劑；反應中硫單質中硫元素化合價由0價升高為SO2中+4價，硫單質為還原劑，計算生成1molAl2O3需要硫的物質的量，轉移電子是硫單質的4倍，再根據N=nNA轉移電子數目；

（2）根據n(SO2)：n(NaOH)確定反應產物，再結合溶液呈酸性對離子濃度進行排序；

（3）由工藝流程可知，熟料溶解為氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉；

（4）由工藝流程可知，廢渣的主要成分為Fe2O3，廢渣中加入鹽酸溶解，再滴加KSCN溶液，若溶液變紅色，說明廢渣中含有Fe2O3；

（5）由工藝流程可知，熟料溶解所得的溶液中含有K+、Na+、SO42-、AlO2-、OH-等，加硫酸調pH值，AlO2-轉化為Al(OH)3，母液中離子主要有K+、Na+、SO42-，據此分析判斷。

（1）反應中硫元素化合價由Al2(SO4)3中+6價降低為SO2中+4價，故Al2(SO4)3是氧化劑，反應中硫單質中硫元素化合價由0價升高為SO2中+4價，硫單質為還原劑，生成1molAl2O3需要硫的物質的量為1mol×=1.5mol，轉移電子的物質的量為1.5mol×4=6mol，轉移電子數目為6mol×6.02×1023mol-1=3.612×1024；

（2）標準狀況下1.12L二氧化硫的物質的量為 =0.05mol，n（NaOH）=0.1L×0.5mol/L=0.05mol，n（SO2）：n（NaOH）=0.05mol：0.05mol=1：1，故反應后溶液中溶質為NaHSO3，溶液呈酸性，說明HSO3-的電離程度大于水解程度，同時水電離生成氫離子，故c（H+）＞c（SO32-），HSO3-電離程度不大，故c（HSO3-）＞c（H+），溶液c（OH-）等于水電離生成，濃度很小，故溶液中離子濃度由大到小的排列順序為c（Na+）＞c（HSO3-）＞c（H+）＞c（SO32-）＞c（OH-）；

（3）由工藝流程可知，熟料溶解為氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉，離子方程式為Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O；

（4）由工藝流程可知，廢渣的主要成分為Fe2O3，取少量廢渣，加入適量鹽酸溶解，再滴加KSCN溶液，若溶液變紅色，說明廢渣中含有Fe2O3，故答案為：稀鹽酸、硫氰化鉀；

（5）由工藝流程可知，熟料溶解所得的溶液中含有K+、Na+、SO42-、AlO2-、OH-等，加硫酸調pH值，AlO2-轉化為Al（OH）3，母液中離子主要有K+、Na+、SO42-，含有溶質為K2SO4、Na2SO4；要證明沉淀已洗滌干凈即證明最后的洗滌液中不含SO42-，證明沉淀已洗滌干凈的實驗操作和現象是：取最后一次洗滌液于試管中，滴加BaCl2溶液，若無白色沉淀生成則已洗滌干凈；故答案為：K2SO4、Na2SO4；取最后一次洗滌液于試管中，滴加BaCl2溶液，若無白色沉淀生成則已洗滌干凈。