Question

【題目】某研究小組利用某酸性腐蝕廢液(含Fe3＋、Cu2＋、NH4－、SO42－)，制取銨明礬[NH4Al(SO4)2·12H2O]的流程如下：

回答下列問(wèn)題：

(1)加入鐵屑的目的是______________________。

(2)第II步中用雙氧水作為氧化劑。請(qǐng)寫(xiě)出步驟II氧化反應(yīng)離子方程式__________________。

(3)檢驗(yàn)溶液中含有NH4＋的方法是______________________。

(4)工業(yè)上將流程中產(chǎn)生的濾渣用NaClO堿性溶液氧化可生成一種高效凈水劑(Na2FeO4)，寫(xiě)出對(duì)應(yīng)的離子方程式：_________________________________。

(5)固體銨明礬加熱過(guò)程中，固體質(zhì)量隨溫度的變化如圖所示。

若將銨明礬加熱灼燒，400℃時(shí)剩余固體成分的化學(xué)式為___________。在溫度從800℃到950℃的過(guò)程中得到的兩種氧化物，一種為固體，一種為氧化性氣體，該氣體的名稱(chēng)是___________。

Answer 1

【答案】使Fe3+和Cu2+轉(zhuǎn)化為Fe2+和Cu 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 向溶液中加入氫氧化鈉溶液，加熱，將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙置于管口，試紙變藍(lán)色 3ClO-+4OH-+2Fe(OH)3=2FeO4-+3Cl-+5H2O NH4Al(SO4)2·2H2O 三氧化硫

【解析】

（1）酸性腐蝕廢液中含Fe3+、Cu2+、NH4－、SO42-，加入鐵屑，Fe可與Fe3+和Cu2+發(fā)生反應(yīng)；

（2）雙氧水具有強(qiáng)氧化性，可將Fe2+氧化為Fe3+；

（3）向溶液中加入氫氧化鈉溶液，加熱后，用紅色的石蕊試紙檢驗(yàn)；

（4）NaClO具有氧化性，能把Fe3+氧化為FeO4-，ClO-被還原為Cl-；

（5）9.06g銨明礬的物質(zhì)的量為=0.02mol，晶體中結(jié)晶水的質(zhì)量為0.02mol×12×18g/mol=4.32g，加熱至400℃時(shí)固體質(zhì)量減少9.06-5.46=3.6g<4.32g，剩余固體中結(jié)晶水的物質(zhì)的量為=0.04mol，根據(jù)剩余固體中NH4Al(SO4)2和結(jié)晶水的物質(zhì)的量之比得出固體成分的化學(xué)式；在溫度從800℃到950℃的過(guò)程中得到的兩種氧化物，一種為固體，一種為氧化性氣體，該固體為氧化鋁，根據(jù)鋁守恒可得到鋁的質(zhì)量，進(jìn)一步得出氣體的成分。

（1）酸性腐蝕廢液中含Fe3+、Cu2+、NH4－、SO42-，加入鐵屑，可使Fe3+和Cu2+轉(zhuǎn)化為Fe2+和Cu；

（2）雙氧水具有強(qiáng)氧化性，可將Fe2+氧化為Fe3+，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；

（3）向溶液中加入氫氧化鈉溶液，加熱，將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙置于管口，試紙變藍(lán)色，證明溶液中含有NH4＋；

（4）NaClO具有氧化性，能把Fe3+氧化為FeO4-，ClO-被還原為Cl-，離子方程式為：3ClO-+4OH-+2Fe(OH)3=2FeO4-+3Cl-+5H2O；

（5）9.06g銨明礬的物質(zhì)的量為=0.02mol，晶體中結(jié)晶水的質(zhì)量為0.02mol×12×18g/mol=4.32g，加熱至400℃時(shí)固體質(zhì)量減少9.06-5.46=3.6g<4.32g，剩余固體中結(jié)晶水的物質(zhì)的量為=0.04mol，剩余固體中NH4Al(SO4)2和結(jié)晶水的物質(zhì)的量之比為0.02mol:0.04mol=1:2，因此剩余固體成分的化學(xué)式為NH4Al(SO4)2·2H2O；在溫度從800℃到950℃的過(guò)程中得到的兩種氧化物，一種為固體，一種為氧化性氣體，該固體為氧化鋁，根據(jù)鋁守恒可知鋁為0.01mol，質(zhì)量為1.02g，氣體只能是SO3，名稱(chēng)為三氧化硫。