Question

用含有A1₂O₃、SiO₂和少量FeO·xFe₂O₃的鋁灰制備A1₂(SO₄)₃·18H₂O。，工藝流程如下(部分操作和條件略):
Ⅰ．向鋁灰中加入過量稀H₂SO₄，過濾:
Ⅱ．向濾液中加入過量KMnO₄溶液，調節溶液的pH約為3；
Ⅲ．加熱，產生大量棕色沉淀，靜置，上層溶液呈紫紅色:
Ⅳ．加入MnSO₄至紫紅色消失，過濾；
Ⅴ．濃縮、結晶、分離，得到產品。
（1）H₂SO₄溶解A1₂O₃的離子方程式是                                      
（2）KMnO₄ ^- 氧化Fe²⁺的離子方程式補充完整：

（3）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	1.5
完全沉淀時	4.7	8.3	2.8

 
注：金屬離子的起始濃度為0.1mol·L^-1
根據表中數據解釋步驟Ⅱ的目的：                                            。
（4）己知:一定條件下，MnO₄ ^- 可與Mn²⁺反應生成MnO₂。
① 向 Ⅲ 的沉淀中加入濃HCI并加熱，能說明沉淀中存在MnO₂的現象是               。
②Ⅳ 中加入MnSO₄的目的是                          。

Answer 1

（1）Al₂O₃＋6H^＋=2Al^3＋＋3H₂O（2分）；（2）5、8H⁺、5、4H₂O（4分）；   
（3）pH約為3時，Fe²⁺和Al^3＋不能形成沉淀，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，可使鐵完全沉淀（2分）；
（4）①生成有黃綠色氣體（2分）； ②除去過量的MnO₄^-（2分）。

解析試題分析：（1）氧化鋁與硫酸反應生成硫酸鋁與水；
（2）反應中MnO₄^-→Mn²⁺，Fe²⁺→Fe³⁺， MnO₄^-系數為1，根據電子轉移守恒可知，Fe²⁺系數為=5，由元素守恒可知， Fe³⁺系數為5，由電荷守恒可知，由H⁺參加反應，其系數為8，根據元素原子守恒可知，有H₂O生成，其系數為4，方程式配平為MnO₄^-+5 Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
（3）濾液中含有Fe²⁺，由表中數據可知，Fe（OH）₂開始沉淀的pH大于Al（OH）₃ 完全沉淀的pH值，而Fe（OH）₃完全沉淀的pH值小于Al（OH）₃開始沉淀的pH值，pH值約為3時，Al³⁺、Fe²⁺不能沉淀，步驟Ⅱ是將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，調節pH值使鐵完全沉淀；
（4）①MnO₂能將HCl氧化為Cl₂，若有黃綠色氣體生成說明沉淀中存在MnO₂；
②Ⅲ 的上層液呈紫紅色，MnO₄^-過量，加入MnSO₄，除去過量的MnO₄^-。
考點：考查化學工藝及流程、涉及氧化還原反應、物質的分離提純等。