Question

【题目】明矾［KAl(SO4)212H2O］在生产、生活中有广泛用途：饮用水的净化；造纸工业上作施胶剂；食品工业的发酵剂等。利用炼铝厂的废料 — 铝灰（含 Al、Al2O3 及少量 SiO2 和 FeOxFe2O3）可制备明矾。工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）欲配制 480 ml 1.0 mol / L H2SO4 溶液，需要 18 mol / L H2SO4 溶液的体积是 _______，已有下列仪器：烧杯，量筒，胶头滴管，玻璃棒，还需用到的仪器是 _____________。

（2）“酸浸”过程中“，酸浸铁”发生反应的离子方程式是 ______________。

（3）明矾净水的原理是 _____________（用离子方程式表示）。

（4）检验滤液 A 中是否存在 Fe2+ 的实验操作是 __________________。

（5）在滤液 A 中加入高锰酸钾溶液的目的是 ________________（用离子方程式表示）（该条件下 MnO4- 转化为 Mn2+）

（6）已知：加入 MnSO4，Mn2+ 可与 MnO4- 反应生成 MnO2，该反应氧化剂与还原剂的物质的量之比为 ____________。

（7）操作Ⅱ是 ___________、__________、过滤、洗涤、干燥。

Answer 1

【答案】27.8mL 500mL容量瓶 FeO·xFe2O3＋（2＋6x）H＋= Fe2＋＋2x Fe3＋＋（3x＋1）H2O（ Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋ 取滤液少许于试管中，滴加铁氰化钾溶液，如果产生蓝色沉淀则有Fe2＋ (或滴加酸性高锰酸钾溶液，酸性高锰酸钾溶液褪色则有Fe2＋) 5Fe2＋＋MnO4-＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O 2:3 蒸发浓缩 冷却结晶

【解析】

⑴欲配制 480 ml 1.0 mol / L H2SO4 溶液，需要 18 mol / L H2SO4 溶液的体积是即27.8 mL，

因配制480 mL溶液，无480mL容量瓶，必须先配500mL溶液，再取出480 mL，已有下列仪器：烧杯，量筒，胶头滴管，玻璃棒，还需用到的仪器是500 mL容量瓶，

故答案为27.8 mL；500 mL容量瓶；

⑵“酸浸”过程中“，酸浸铁”发生反应的离子方程式是FeO·xFe2O3＋(2＋6x)H＋= Fe2＋＋

2x Fe3＋ ＋(3x＋1)H2O，

故答案为FeO·xFe2O3＋(2＋6x)H＋= Fe2＋＋2x Fe3＋ ＋(3x＋1)H2O；

⑶明矾净水主要是铝离子水解生成氢氧化铝胶体而吸附水中的杂质，其原理是 Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，

故答案为Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋；

⑷检验滤液A中是否存在Fe2+的实验操作是取滤液少许于试管中，滴加铁氰化钾溶液，如果产生蓝色沉淀则有Fe2＋(或滴加酸性高锰酸钾溶液，酸性高锰酸钾溶液褪色则有Fe2＋)，

故答案为取滤液少许于试管中，滴加铁氰化钾溶液，如果产生蓝色沉淀则有Fe2＋ (或滴加酸性高锰酸钾溶液，酸性高锰酸钾溶液褪色则有Fe2＋)；

⑸在滤液 A 中加入高锰酸钾溶液的目的是氧化亚铁离子，使转化为铁离子，为除掉铁离子做准备，反应原理5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，

故答案为5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O；

⑹已知：加入MnSO4，Mn2+可与MnO4－反应生成 MnO2，MnO4－反应生成 MnO2化合价降低三价做氧化剂，Mn2+反应生成MnO2化合价升高2价做还原剂，根据升降守恒，其氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:3，

故答案为2:3；

⑺操作Ⅱ是从溶液到晶体的过程，即操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，

故答案为蒸发浓缩；冷却结晶；