Question

【題目】明礬石的主要成分是K2SO4·Al2(SO4)3·2Al 2O3·6H2O，還含有少量Fe2O3雜質(zhì)。利用明礬石制備氫氧化鋁的流程如下：

（1）焙燒爐中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al2(SO4)3＋3S 2Al 2O3 ＋9SO2，該反應(yīng)的氧化劑是______________，若生成1molAl2O3，則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為____________________。

（2）將標(biāo)況下1.12L爐氣通入100mL 0.5mol·L-1 NaOH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?yàn)?/span>___________________________________。

（3）熟料溶解時(shí)反應(yīng)的離子方程式為_________________________。

（4）母液中溶質(zhì)主要成分的化學(xué)式為____________、_____________，溶液調(diào)節(jié)pH后經(jīng)過(guò)濾、洗滌可得Al(OH)3沉淀，證明沉淀已洗滌干凈的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是 ________________。

Answer 1

【答案】Al2(SO4) 3 3.612×1024 c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-) Al2O3 +2OH- =2AlO2- + H2O K2SO4 Na2SO4 取最后一次洗滌液于試管中，滴加BaCl2溶液，若無(wú)白色沉淀生成則已洗滌干凈

【解析】

（1）所含元素化合價(jià)降低的反應(yīng)物是氧化劑；再根據(jù)N=nNA轉(zhuǎn)移電子數(shù)目；

（2）根據(jù)反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)為NaHSO3，溶液呈堿性，判斷溶液中各離子的濃度大小；

（3）熟料溶解為氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉；

（4）母液中離子主要為K+，Na+，SO42-；通過(guò)檢驗(yàn)硫酸根離子的方法進(jìn)行試驗(yàn)。

（1）反應(yīng)中硫元素的化合價(jià)由Al2（SO4）3中的+6價(jià)降低為SO2的+4價(jià)，故Al2（SO4）3為氧化劑，反應(yīng)中硫單質(zhì)中硫元素的化合價(jià)由0價(jià)升高為SO2的+4價(jià)，硫單質(zhì)為還原劑，生成1molAl2O3時(shí)需要硫的物質(zhì)的量為1mol×3/2=1.5mol，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1.5mol×4=6mol，轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為6mol×6.02×1023mol-1=3.612×1024，故答案為：故Al2（SO4）3，3.612×1024。

（2）1.12L二氧化硫的物質(zhì)的量為1.12L÷22.4L/mol=0.05mol，n（NaOH）=0.1L×0.5mol/L=0.05mol，n（SO2）：n（NaOH）=1：1，故反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)為NaHSO3，溶液呈堿性，說(shuō)明HSO3-的電離程度大于水解程度，同時(shí)水解生成氫離子，故c(H+)>c(SO32-)，HSO3-的電離程度不大，故c(HSO3-)>c(H+)，溶液c（OH-）等于水電離生成，濃度很小，故溶液中各種離子濃度由大到小的排列順序?yàn)?/span>c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-)，故答案為：c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-)。

（3）由工藝流程可以知道，熟料溶解為氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，離子方程式為：Al2O3 +2OH- =2AlO2- + H2O，故答案為：Al2O3 +2OH- =2AlO2- + H2O。

（4）由工藝流程可以知道，熟料溶解所得到的溶液中含有K+，Na+，SO42-，AlO2-，OH-等，加硫酸調(diào)節(jié)pH值，AlO2-轉(zhuǎn)化為Al(OH)3，母液中離子主要為K+，Na+，SO42-，含有溶質(zhì)為K2SO4、Na2SO4；Al(OH)3沉淀具有吸附性，可吸附硫酸根離子，通過(guò)檢驗(yàn)硫酸根離子的方法進(jìn)行試驗(yàn)，方法為取最后一次洗滌液于試管中，滴加BaCl2溶液，若無(wú)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(wú)白色沉淀生成則已洗滌干凈。