Question

1．工業(yè)利用含有Al₂O₃、SiO₂和少量FeO•xFe₂O₃的鋁灰制備硫酸鋁晶體與三草酸合鐵酸鉀[K₂Fe（C₂O₄）₃•3H₂O]在的流程如圖所示：

已知：生成氫氧化物的pH

	Al（OH）3	Fe（OH）3
開始沉淀時	3.6	2.1
完全沉淀時	5.2	3.2

回答下列問題：
（1）為提高酸浸速率，應采用的措施是（答出兩條）適當提高硫酸的濃度、加熱、攪拌，殘渣的主要成分是SiO₂；
（2）寫出氧化過程中反應的了新方程式MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
（3）試劑X的化學式是Al₂O₃或Al（OH）₃，pH的調(diào)控范圍是3.2≤pH＜3.6；
（4）操作Ⅱ的晶體步驟為蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶，過濾洗滌、低溫干燥，若操作Ⅰ與操作Ⅱ相同，則洗滌三草酸合鐵酸鉀以獲得干燥晶體的試劑最好是b；
a．先熱水后酒精 b．先冷水后酒精 c．先酒精后熱水 d．先酒精后冷水
（5）生成MnCO₃沉淀的離子方程式為Mn²⁺+2HCO₃^-=MnCO₃↓+H₂O+CO₂↑．

Answer 1

分析 鋁灰（含Al、Al₂O₃及少量SiO₂和FeO•xFe₂O₃），加入過量稀硫酸酸溶過濾，濾液為硫酸鋁、硫酸亞鐵、硫酸鐵，殘渣為二氧化硅和不溶性雜質(zhì)，過濾后在濾液中加入稍過量高錳酸鉀溶液氧化亞鐵離子為鐵離子，用氧化鋁或氫氧化鋁調(diào)節(jié)溶液PH使鐵離子全部沉淀，鋁離子不沉淀，得固體A為氫氧化鐵，溶液A中含有鋁離子，溶液A中加入氨水后得固體B為氫氧化鋁，固體B中加入稀硫酸得硫酸鋁溶液，再將硫酸鋁溶液蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶過濾洗滌得到硫酸鋁鉀晶體，溶液B中含有錳離子和硫酸根離子，硫酸錳固體溶于碳酸氫銨溶液可得碳酸錳沉淀，根據(jù)元素守恒可書寫化學方程式，據(jù)此答題．

解答 解：鋁灰（含Al、Al₂O₃及少量SiO₂和FeO•xFe₂O₃），加入過量稀硫酸酸溶過濾，濾液為硫酸鋁、硫酸亞鐵、硫酸鐵，殘渣為二氧化硅和不溶性雜質(zhì)，過濾后在濾液中加入稍過量高錳酸鉀溶液氧化亞鐵離子為鐵離子，用氧化鋁或氫氧化鋁調(diào)節(jié)溶液PH使鐵離子全部沉淀，鋁離子不沉淀，得固體A為氫氧化鐵，溶液A中含有鋁離子，溶液A中加入氨水后得固體B為氫氧化鋁，固體B中加入稀硫酸得硫酸鋁溶液，再將硫酸鋁溶液蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶過濾洗滌得到硫酸鋁鉀晶體，溶液B中含有錳離子和硫酸根離子，硫酸錳固體溶于碳酸氫銨溶液可得碳酸錳沉淀，
（1）為提高酸浸速率，可以適當提高硫酸的濃度、加熱、攪拌等，根據(jù)上面的分析可知，殘渣的主要成分是SiO₂，
故答案為：適當提高硫酸的濃度、加熱、攪拌；SiO₂；
（2）圖中氧化過程就是高錳酸鉀將亞鐵離子氧化為鐵離子，反應的離子方程式為MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，
故答案為：MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
（3）根據(jù)上面的分析可知，試劑X的化學式是Al₂O₃或Al（OH）₃，要使鐵離子完全沉淀且鋁離子不能沉淀，所以pH的調(diào)控范圍是3.2≤pH＜3.6，
故答案為：Al₂O₃或Al（OH）₃；3.2≤pH＜3.6；
（4）操作Ⅱ就是從硫酸鋁溶液中得到硫酸鋁晶體，步驟為 蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾洗滌、低溫干燥，若操作Ⅰ與操作Ⅱ相同，則洗滌三草酸合鐵酸鉀以獲得干燥晶體的試劑最好是先冷水后酒精，這樣即可以除去可溶性雜質(zhì)，又可以減小三草酸合鐵酸鉀的溶解，又便于干燥，故選b，
故答案為：蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶；b；
（5）生成MnCO₃沉淀的離子方程式為Mn²⁺+2HCO₃^-=MnCO₃↓+H₂O+CO₂↑，故答案為：Mn²⁺+2HCO₃^-=MnCO₃↓+H₂O+CO₂↑．

點評 本題考查了流程分析，反應過程理解應用，反應現(xiàn)象和產(chǎn)物的判斷，注意基本實驗的操作步驟，離子方程式書寫等，題目難度中等．