Question

【題目】用含有A12O3、SiO2和少量FeOxFe2O3的鋁灰制備A12（SO4）318H2O．工藝流程如圖：

（一定條件下，MnO4﹣可與Mn2+反應生成MnO2）
已知：生成氫氧化物沉淀的pH

	Al（OH）3	Fe（OH）2	Fe（OH）3
開始沉淀時	3.4	6.3	2.7
完全沉淀時	5.2	9.7	3.2

（1）H2SO4溶解A12O3的離子方程式是；
（2）檢驗濾液中還存在Fe2+的方法是（注明試劑、現象）．
（3）“除雜”環節有如下幾個步驟：
（Ⅰ）向濾液中加入過量KMnO4溶液，調節溶液的pH為3.2；
（Ⅱ）加熱，產生大量棕色沉淀，靜置，上層溶液呈紫紅色：
（Ⅲ）加入MnSO4至紫紅色消失，過濾．
①步驟Ⅰ的目的；調節溶液的pH為3.2的目的是 ．
②向Ⅱ的沉淀中加入濃HCl并加熱，能說明沉淀中存在MnO2的現象是 ， 寫出其反應方程式；
③Ⅲ中加入MnSO4的目的是 ．
（4）從多次循環使用后母液中可回收的主要物質是（填化學式）．

Answer 1

【答案】
（1）Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
（2）取少量濾液，滴加KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色
（3）將Fe2+氧化為Fe3+；調節pH值使鐵元素沉淀完全；有黃綠色氣體生成；MnO2+4HCl（濃） MnCl2+Cl2↑+2H2O；除去過量的MnO4﹣
（4）K2SO4
【解析】解：向鋁灰中加入過量稀H2SO4 ， A12O3和少量FeOxFe2O3和硫酸反應生成硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵，SiO2不反應，過濾除去二氧化硅；向濾液中加入過量KMnO4溶液，高錳酸鉀把亞鐵離子氧化成鐵離子，調節溶液的pH約為3.7生成氫氧化鐵沉淀，除去鐵離子，過濾，濾液中含鋁離子和過量的高錳酸根離子，加入硫酸錳把過量高錳酸根離子除去，再過濾，對濾液蒸發濃縮、結晶分離出硫酸鋁晶體，（1）硫酸溶解氧化鋁生成硫酸鋁和水，反應的離子方程式為：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，所以答案是：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；（2）由于鐵離子和亞鐵離子同時存在，所以檢驗亞鐵離子應該用酸性高錳酸鉀溶液，方法為：取少量濾液，滴加KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色，
所以答案是：取少量濾液，滴加KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色；（3）①向濾液中加入過量KMnO4溶液，目的是氧化亞鐵離子為三價鐵離子；
依據圖表數據分析可知，鐵離子開始沉淀和沉淀完全的溶液PH為2.7～3.2，鋁離子和亞鐵離子開始沉淀的溶液pH大于3.2，所以調節溶液的pH約為3.2，可以使鐵離子全部沉淀，鋁離子不沉淀分離，
所以答案是：將Fe2+氧化為Fe3+；調節pH值使鐵元素沉淀完全；②向Ⅱ的沉淀中加入濃HCl并加熱，二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下反應MnO2+4HCl（濃） MnCl2+Cl2↑+2H2O，生成氯化錳、氯氣和水，生成的氯氣是黃綠色氣體，能說明沉淀中存在MnO2的現象是生成黃綠色氣體，
所以答案是：有黃綠色氣體生成；MnO2+4HCl（濃） MnCl2+Cl2↑+2H2O；③MnO4﹣可與Mn2+反應生成MnO2 ， 過濾除去，所以可以利用MnSO4的溶液和高錳酸鉀溶液反應生成二氧化錳，把過量高錳酸根離子除去，
所以答案是：除去過量的MnO4﹣；（4）反應后，溶液中存在較多的K+、SO42﹣便留在母液中，可回收的主要物質為K2SO4 ，
所以答案是：K2SO4 ．