Question

【題目】以冶鋁的廢棄物鋁灰為原料制取超細α氧化鋁，既降低環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SiO2、FeO、Fe2O3），其制備實驗流程如下圖：

（1）寫出鋁灰與氫氧化鈉溶液反應涉及的化學方程式：_______________________。

（2）加30%H2O2溶液發生的離子反應方程式為______________________________。

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

集氣瓶中收集到的氣體是_______（填化學式）。

②酸性KMnO4溶液紫色變淺_______（填“能”或“不能”）說明煅燒硫酸鋁銨晶體產物中含有SO2氣體？理由：______。

Answer 1

【答案】Al2O3＋2NaOH＋3H2O=2Na[Al(OH)4]、SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O N2 不能 飽和NaHSO3在吸收SO3的同時會也釋放出SO2

【解析】

鋁灰的主要成分為Al2O3（含少量雜質SiO2、FeO、Fe2O3）加稀硫酸，Al2O3、FeO、Fe2O3轉化為離子，SiO2不溶于硫酸，過濾，濾液中含有Al3+、Fe2+、Fe3+，加雙氧水，Fe2+被氧化為Fe3+，加入K4[Fe（CN）6]，Fe3+轉化為沉淀，過濾，在濾液中加入硫酸銨，生成NH4Al（SO4）2，結晶、干燥、煅燒得到α氧化鋁；

（1）鋁灰的主要成分為Al2O3（含少量雜質SiO2、FeO、Fe2O3），Al2O3與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和水，其反應的方程式為：Al2O3＋2NaOH＋3H2O=2Na[Al(OH)4]；SiO2與氫氧化鈉溶液反應生成硅酸鈉和水，其反應的方程式為：SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O，故答案為：Al2O3＋2NaOH＋3H2O=2Na[Al(OH)4]；SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O。

（2）濾液中含有Al3+、Fe2+、Fe3+，加30%的H2O2溶液Fe2+被氧化為Fe3+，其反應的離子方程式為： 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O，故答案為：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O。

（3）①[NH4Al(SO4）2·12H2O]分解生成的氣體NH3和SO3被亞硫酸氫鈉吸收，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；故答案為：N2；

②酸性KMnO4溶液紫色變淺不能說明煅燒硫酸鋁銨晶體產物中含有SO2氣體，因為飽和NaHSO3在吸收SO3的同時會也釋放出SO2，故答案為：不能；飽和NaHSO3在吸收SO3的同時會也釋放出SO2。