Question

已知：一定条件下，MnO₄^-可与Mn²⁺反应生成MnO₂．用含Al₂O₃、SiO₂和少量FeO?xFe₂O₃的铝灰制备Al₂（SO₄）₃?18H₂O，工艺流程如下（部分操作和条件略）．
I．向铝灰中加入过量稀H₂SO₄，过滤；
II．向滤液中加入过量KMnO₄溶液，调节溶液的pH约为3；
III．加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色；
IV．加入MnSO₄至紫红色消失，过滤；
V．浓缩、结晶、分离，得到产品．
（1）H₂SO₄溶解Al₂O₃的离子方程式是

 

．
（2）将MnO₄^-氧化Fe²⁺的离子方程式补充完整：
MnO₄^-+

 

Fe²⁺+

 

=Mn²⁺+

 

Fe³⁺+

 

．
（3）已知生成氢氧化物沉淀的pH（注：金属离子的起始浓度为0.1mol?L^-1）

	Al（OH）3	Fe（OH）2	Fe（OH）3
开始沉淀时	3.4	6.3	1.5
完全沉淀时	4.7	8.3	2.8

根据表中数据解释步骤II的目的

 

．
（4）IV中加入MnSO₄的目的是

 

．

Answer 1

考点：离子方程式的书写,氧化还原反应方程式的配平,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：氧化还原反应专题,离子反应专题

分析：（1）H₂SO₄溶解Al₂O₃反应生成硫酸铝和水；
（2）MnO₄^-氧化Fe²⁺，Mn元素的化合价由+7价降低为+2价，Fe元素的化合价由+2价升高为+3价，结合电子、电荷守恒及原子守恒分析；
（3）调节溶液的pH约为3，由表格数据可知，铁离子完全转化为沉淀；
（4）IV中加入MnSO₄，与MnO₄^-发生氧化还原反应．

解答： 解：（1）H₂SO₄溶解Al₂O₃反应生成硫酸铝和水，离子反应为Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O，故答案为：Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；
（2）MnO₄^-氧化Fe²⁺，Mn元素的化合价由+7价降低为+2价，Fe元素的化合价由+2价升高为+3价，由电子、电荷守恒及原子守恒可知，反应为MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，故答案为：5；8H⁺；5；4H₂O；
（3）调节溶液的pH约为3，由表格数据可知，亚铁离子、铝离子不能形成沉淀，将亚铁离子氧化为铁离子，铁离子完全转化为沉淀，
故答案为：亚铁离子、铝离子不能形成沉淀，将亚铁离子氧化为铁离子，铁离子完全转化为沉淀；
（4）IV中加入MnSO₄，与MnO₄^-发生氧化还原反应，从而除去过量的MnO₄^-，故答案为：除去过量的MnO₄^-．

点评：本题考查较综合，涉及离子反应方程式的书写、沉淀生成及氧化还原反应，为高频考点，把握习题中的信息为解答的关键，侧重氧化还原反应及信息处理能力的考查，题目难度不大．