Question

16．以Al（OH）₃、H₂SO₄、工业（NH₄）₂SO₄（含FeSO₄）为原料制备透明氧化铝陶瓷的工艺流程如图：

回答下列问题：
（1）写H₂O₂的作用是氧化亚铁离子为铁离子并写出该步骤中发生的主要反应的离子方程式2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
（2）如何检验中和反应后滤渣中阳离子已完全除尽？取少量中和后的溶液，滴加KSCN溶液，若溶液不变红，则已完全除去；若溶液变红，则未除尽；
（3）写出工业制备金属铝的化学方程式2Al₂O₃$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Al+3O₂↑．

Answer 1

分析 Al（OH）₃、H₂SO₄发生反应为2Al（OH）₃+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂O；
工业（NH₄）₂SO₄（含FeSO₄）溶于水，然后向溶液中加入双氧水，双氧水具有氧化性、硫酸亚铁具有还原性，二者发生氧化还原反应生成铁离子和水，离子方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，将得到的溶液中加入氨水，调节溶液的pH，使铁离子转化为Fe（OH）₃沉淀，然后过滤得到滤渣；将滤液加入硫酸铝溶液中，通过分离得到固体NH₄Al（SO₄）₂•12H₂O，加热固体NH₄Al（SO₄）₂•12H₂O，该物质分解生成M和含铝物质，
（1）双氧水和亚铁离子发生氧化还原反应生成铁离子和水；
（2）中和液中的杂质离子是铁离子，铁离子用KSCN溶液检验；
（3）工业上是电解熔融氧化铝制备金属铝；

解答 解：Al（OH）₃、H₂SO₄发生反应为2Al（OH）₃+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂O；
工业（NH₄）₂SO₄（含FeSO₄）溶于水，然后向溶液中加入双氧水，双氧水具有氧化性、硫酸亚铁具有还原性，二者发生氧化还原反应生成铁离子和水，离子方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，将得到的溶液中加入氨水，调节溶液的pH，使铁离子转化为Fe（OH）₃沉淀，然后过滤得到滤渣；将滤液加入硫酸铝溶液中，通过分离得到固体NH₄Al（SO₄）₂•12H₂O，加热固体NH₄Al（SO₄）₂•12H₂O，该物质分解生成M和含铝物质，
（1）双氧水和亚铁离子发生氧化还原反应生成铁离子和水，过氧化氢作用是氧化亚铁离子生成铁离子，便于除去，离子反应方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：氧化亚铁离子为铁离子，2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
（2）中和液中的杂质离子是铁离子，铁离子用KSCN溶液检验，其检验方法为取少量中和后的溶液，滴加KSCN溶液，若溶液不变红，则已完全除去；若溶液变红，则未除尽，
故答案为：取少量中和后的溶液，滴加KSCN溶液，若溶液不变红，则已完全除去；若溶液变红，则未除尽；
（3）工业制备金属铝的化学方程式为：2Al₂O₃$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Al+3O₂↑，
故答案为：2Al₂O₃$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Al+3O₂↑；

点评 本题考查物质制备实验方案评价，为高频考点，侧重考查学生分析、推断、计算能力，明确流程图中发生的反应及基本操作是解本题关键，题目难度中等．