Question

7．炼铝厂的废料中主要含Al、Al₂O₃及少量SiO₂和FeO•xFe₂O₃，可用于制备明矾[KAl（SO₄）₂•12H₂O]．工艺流程如下：

（1）“酸浸”过程中的应选择H₂SO₄（写酸的化学式）．为提高浸出速率，除适当增大酸的浓度外，还可采取的措施有提高反应温度、粉碎等．（写出两条）
（2）操作Ⅰ是过滤，操作Ⅱ是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥．
（3）在溶液A中加入高锰酸钾发生反应的离子方程式为（该条件下MnO₄^-转化为Mn²⁺）5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O．
已知：生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示

	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

调节pH=3的目的是使Fe³⁺转化成Fe（OH）₃沉淀，防止Al³⁺沉淀．此步骤中，可以用H₂O₂代替KMnO₄，写出H₂O₂的电子式．
（4）只用一种试剂检验溶液A中是否存在Fe²⁺，该试剂是高锰酸钾酸性溶液或铁氰化钾溶液（写名称）．
（5）己知在pH=3、加热条件下，加入MnSO₄发生反应的离子方程式为3Mn²⁺+2MnO₄^-+2H₂O═5MnO₂+4H⁺．

Answer 1

分析 炼铝厂的废料中主要含Al、Al₂O₃及少量SiO₂和FeO•xFe₂O₃，为了获得胆矾，所以要用稀硫酸溶解，加入过量稀硫酸酸溶过滤，滤液为硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸铁，滤渣Ⅰ为二氧化硅和不溶性杂质，溶液A中加入酸性高锰酸钾溶液氧化亚铁离子为铁离子，调节溶液PH=3使铁离子全部沉淀，铝离子不沉淀，所以滤渣2为氢氧化铁，加入适量硫酸锰除去过量的高锰酸钾过滤得到二氧化锰固体，滤液主要是硫酸铝溶液，加入硫酸钾蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸铝钾晶体，据此答题．

解答 解：炼铝厂的废料中主要含Al、Al₂O₃及少量SiO₂和FeO•xFe₂O₃，为了获得胆矾，所以要用稀硫酸溶解，加入过量稀硫酸酸溶过滤，滤液为硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸铁，滤渣Ⅰ为二氧化硅和不溶性杂质，溶液A中加入酸性高锰酸钾溶液氧化亚铁离子为铁离子，调节溶液PH=3使铁离子全部沉淀，铝离子不沉淀，所以滤渣2为氢氧化铁，加入适量硫酸锰除去过量的高锰酸钾过滤得到二氧化锰固体，滤液主要是硫酸铝溶液，加入硫酸钾蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸铝钾晶体，
（1）根据上面的分析可知，“酸浸”过程中的应选择H₂SO₄，为提高浸出速率，除适当增大酸的浓度外，还可采取的措施有 提高反应温度、粉碎等，
故答案为：H₂SO₄；提高反应温度、粉碎等；
（2）根据上面的分析可知，操作Ⅰ是 过滤，操作Ⅱ是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，
故答案为：过滤；蒸发浓缩、冷却结晶；
（3）溶液A中加入酸性高锰酸钾溶液氧化亚铁离子为铁离子，反应的离子方程式为5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O，调节pH=3的目的是使Fe³⁺转化成Fe（OH）₃沉淀，防止Al³⁺沉淀，H₂O₂的电子式为，
故答案为：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；使Fe³⁺转化成Fe（OH）₃沉淀，防止Al³⁺沉淀；；
（4）检验溶液A中是否存在Fe²⁺的试剂是高锰酸钾酸性溶液或铁氰化钾溶液，
故答案为：高锰酸钾酸性溶液或铁氰化钾溶液；
（5）在pH=3、加热条件下，加入MnSO₄发生反应的离子方程式为3Mn²⁺+2MnO₄^-+2H₂O═5MnO₂+4H⁺，
故答案为：3Mn²⁺+2MnO₄^-+2H₂O═5MnO₂+4H⁺．

点评 本题考查了流程分析，反应过程理解应用，反应现象和产物的判断，注意离子检验方法，离子方程式书写式关键，题目难度中等．