Question

（15分）NH4Al(SO4)2是食品加工中最为快捷的食品添加剂，用于焙烤食品，工业上常用铝土矿（主要成分为Al2O3和少量的 SiO2、Fe2O3杂质）生产铵明矾晶体

NH4Al(SO4)2?12H2O，其工艺流程图如下：

（1）废渣a、b 的成分分别是：_________、_____________。（写名称）

（2）流程图中X的化学式为：_______________。

（3）反应Ⅲ的离子方程式为：_________________________________________；从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的操作依次为（填操作名称）_________、冷却结晶、过滤洗涤。

（4）过硫酸铵[(NH4)2S2O8]在工业生产中有广泛的用途，可以作为氧化剂和漂白剂，广泛地用于蓄电池工业；还用作聚合的引发剂、纤维工业的脱浆剂。在上述的工艺流程中用惰性电极电解X与反应Ⅵ所得物质的混合溶液可以得到过硫酸铵。

写出阳极反应式：________________________ ____。

（5）反应Ⅶ的化学方程式为：_________________________ _____________；

NH4HSO4溶液中离子浓度由大到小顺序为：__________________________ _。

（6）向硫酸铝铵溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液，不可能发生的反应是 （填选项字母）

A．4NH4Al(SO4)2+3Ba(OH)2＝2(NH4)2SO4+3BaSO4↓+ Al2 (SO4)3+2Al(OH)3↓

B．2NH4Al(SO4)2+4Ba(OH)2＝(NH4)2SO4+3BaSO4↓+Ba(AlO2)2

C．2NH4Al(SO4)2+3Ba(OH)2＝(NH4)2SO4+3BaSO4↓+2Al(OH)3↓

D．NH4Al(SO4)2+2Ba(OH)2＝NH3·H2O+2BaSO4↓+ Al(OH)3↓

 

Answer 1

（1）二氧化硅（1分）、氢氧化铁（1分）

（2）H2SO4 （1分）

（3）AlO2－＋CO2＋2H2O=HCO3－＋Al(OH)3↓（2分）；蒸发浓缩（2分）。

（4）2SO42- - 2e-=S2O82-（2分）

（5）(NH4)2S2O8+2H2O=2NH4HSO4+H2O2（2分）；　

c(H+)>c(SO42－)>c(NH4+)>c(OH－) （2分）

（6） B（2分）

【解析】

试题分析：根据铝土矿的成分和流程图中反应III通入CO2，可推知X为H2SO4，Y为NaOH。

（1）铝土矿加入过量硫酸溶液，得到的废渣a为：二氧化硅；再通入过量的NaOH溶液，Fe2(SO4)3与NaOH反应得到的废渣b为：氢氧化铁。

（2）根据上述分析，流程图中X的化学式为：H2SO4

（3）由工艺流程转化可知，反应III为向含有AlO2-的的滤液中通入过量CO2气体，使AlO2-完全转化为Al（OH）3，在溶液中CO2、AlO2-、H2O反应生成Al（OH）3与HCO3-，反应离子方程式为AlO2－＋CO2＋2H2O=HCO3－＋Al(OH)3↓；从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的操作依次为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤。

（4）根据电解原理阳极失电子发生氧化反应，SO42?失电子生成S2O82-，电极方程式为：2SO42--2e-═S2O82-。

（5）由工艺流程转化可知，反应Ⅶ是H2O与（NH4）2S2O8反应产生H2O2和NH4HSO4，反应方程式为（NH4）2S2O8+2H2O=2NH4HSO4+H2O2；NH4HSO4溶液中NH4+发生部分水解反应，生成H+，所以离子浓度由大到小的顺序为：c(H+)>c(SO42－)>c(NH4+)>c(OH－)。

（6）设NH4Al（SO4）2为2mol，溶液中含有2molNH4+、2molAl3+、4molSO42-，Al3+完全沉淀时，需要3molBa（OH）2，此时发生2NH4Al（SO4）2+3Ba（OH）2=（NH4）2SO4+3BaSO4↓+2Al（OH）3↓，故C项可能；如SO42-完全反应，则需要4molBa（OH）2，此时发生NH4Al（SO4）2+2Ba（OH）2=NH3?H2O+2BaSO4↓+Al（OH）3↓，故D项可能；如Al3+完全转化为AlO2-，则需要5molBa（OH）2，此时发生2NH4Al（SO4）2+5Ba（OH）2=2NH3?H2O+4BaSO4↓+Ba（AlO2）2+4H2O，则n(NH4Al(SO4)2)：n(Ba(OH)2)＜2时，生成产物为（NH4）2SO4、BaSO4↓、Al（OH）3，可能含有Al2（SO4）3，故A项可能；n(NH4Al(SO4)2)：n(Ba(OH)2) =2时，生成产物为NH3?H2O、BaSO4和Al（OH）3，故B项不可能发生。

考点：本题考查化学流程的分析、基本操作、电解原理、离子浓度比较、化学反应的判断。