Question

【题目】铵明矾是一种广泛应用与医药、食品、污水处理等多个行业的重要化工产品。以高岭土（含SiO2、Al2O3、少量Fe2O3等）为原料制备硫酸铝晶体Al2(SO4)318H2O]和铵明矾NH4Al(SO4)212H2O]的工艺流程如下图所示。

请回答下列问题：

（1）高岭土首先需要灼烧，实验室灼烧高岭土所需的实验仪器有_________________（填字母）。

a.蒸发皿 b.泥三角 c.漏斗 d.酒精灯 e.三脚架 f.坩埚 g.烧杯 h.试管

（2）研究发现，随着酸熔温度升高，氧化铝的溶出率增大，但若酸熔时温度过高（超过240℃），SiO2不仅会消耗硫酸，导致氧化铝溶出率下降，还会同时产生高温的腐蚀性气体，该副反应的化学方程式为_____。

（3）要检验除铁后的滤液中是否含有Fe3＋，应采取的实验方法为________；滤渣2的主要成分为______（填化学式）。

（4）中和结晶操作是将过滤出硫酸铝晶体后的滤液，先用硫酸调节酸铝比（溶液中游离硫酸和硫酸铝的物质的量之比），再用氨水中和至一定的pH值即可析出铵明矾晶体，写出该过程中的总反应方程式_______。

Answer 1

【答案】 b d e f SiO2+H2SO4（浓） H2SiO3+SO3↑ 取少量除铁后的滤液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液变为血红色则含Fe3+，否则不含Fe3+。 Fe(OH)3 Al2(SO4)3+H2SO4 +2NH3H2O +22H2O=2[NH4Al(SO4)212H2O]↓或Al2(SO4)3 +H2SO4 +2NH3 +24H2O=2[NH4Al(SO4)212H2O]↓

【解析】高岭土用浓硫酸溶解，Al2O3、Fe2O3反应得到Al2(SO4)3 、Fe2(SO4)3 ，SiO2不与硫酸反应，过滤得到滤渣1为SiO2，滤液中含有Al2(SO4)3 、Fe2(SO4)3 及剩余的硫酸，研究发现，随着酸熔温度升高，氧化铝的溶出率增大，但若酸熔时温度过高（超过240℃），SiO2不仅会消耗硫酸，导致氧化铝溶出率下降，还会同时产生高温的腐蚀性气体为三氧化硫，该副反应的化学方程式为SiO2+H2SO4（浓）H2SiO3+SO3↑；向滤液中加入物质除去Fe元素，然后过滤，则滤渣2为氢氧化铁，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶和过滤得到硫酸铝晶体，用硫酸调节酸铝比（溶液中游离硫酸和硫酸铝的物质的量之比），再用氨水中和至一定的pH值即可析出铵明矾晶体，反应方程式为Al2(SO4)3+H2SO4 +2NH3H2O +22H2O=2[NH4Al(SO4)212H2O]↓或Al2(SO4)3 +H2SO4 +2NH3 +24H2O=2[NH4Al(SO4)212H2O]↓

（1）高岭土首先需要灼烧，实验室灼烧高岭土所需的实验仪器有盛放药品的仪器坩埚、泥三角、用于加热的仪器酒精灯、盛放泥三角的仪器三脚架，故选bdef；（2）副反应的化学方程式为SiO2+H2SO4（浓） H2SiO3+SO3↑；（3）要检验除铁后的滤液中是否含有Fe3＋，应采取的实验方法为 取少量除铁后的滤液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液变为血红色则含Fe3+，否则不含Fe3+。；滤渣2的主要成分为Fe(OH)3（填化学式）。（4）总反应方程式Al2(SO4)3+H2SO4 +2NH3H2O +22H2O=2[NH4Al(SO4)212H2O]↓或Al2(SO4)3 +H2SO4 +2NH3 +24H2O=2[NH4Al(SO4)212H2O]↓。