Question

用含有A1₂O₃、SiO₂和少量FeO·xFe₂O₃的铝灰制备A1₂(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A1₂O₃的离子方程式是                                      

（2）KMnO₄ ^- 氧化Fe²⁺的离子方程式补充完整：

（3）已知：生成氢氧化物沉淀的pH

	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

注：金属离子的起始浓度为0.1mol·L^-1

根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的：                                             。

（4）己知:一定条件下，MnO₄ ^- 可与Mn²⁺反应生成MnO₂。

① 向 Ⅲ 的沉淀中加入浓HCI并加热，能说明沉淀中存在MnO₂的现象是                。

② Ⅳ 中加入MnSO₄的目的是                           。

Answer

（1）Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O（2分）；（2）5、8H+、5、4H2O（4分）；  

（3）pH约为3时，Fe2+和Al3＋不能形成沉淀，将Fe2+氧化为Fe3+，可使铁完全沉淀（2分）；

（4）①生成有黄绿色气体（2分）； ②除去过量的MnO4-（2分）。

【解析】

试题分析：（1）氧化铝与硫酸反应生成硫酸铝与水；

（2）反应中MnO4-→Mn2+，Fe2+→Fe3+， MnO4-系数为1，根据电子转移守恒可知，Fe2+系数为=5，由元素守恒可知， Fe3+系数为5，由电荷守恒可知，由H+参加反应，其系数为8，根据元素原子守恒可知，有H2O生成，其系数为4，方程式配平为MnO4-+5 Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O；

（3）滤液中含有Fe2+，由表中数据可知，Fe（OH）2开始沉淀的pH大于Al（OH）3 完全沉淀的pH值，而Fe（OH）3完全沉淀的pH值小于Al（OH）3开始沉淀的pH值，pH值约为3时，Al3+、Fe2+不能沉淀，步骤Ⅱ是将Fe2+氧化为Fe3+，调节pH值使铁完全沉淀；

（4）①MnO2能将HCl氧化为Cl2，若有黄绿色气体生成说明沉淀中存在MnO2；

②Ⅲ 的上层液呈紫红色，MnO4-过量，加入MnSO4，除去过量的MnO4-。

考点：考查化学工艺及流程、涉及氧化还原反应、物质的分离提纯等。