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。

H₂SO₄溶解A1₂O₃的离子方程式是                                

将KMnO₄ 氧化Fe²⁺的离子方程式补充完整：

MnO₄^-+□Fe²⁺+□       =Mn²⁺+□Fe³⁺ +□      

上式中氧化剂是               ,氧化产物是               。

（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：                               。

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）5、8H+、5、4H2O（3分）；   MnO4-        Fe3+    

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

（4）①生成有黄绿色气体；②除去过量的MnO4-。

【解析】

试题分析：（1）硫酸溶解氧化铝生成硫酸铝和水，反应的离子方程式为：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；（2）高锰酸根离子在酸溶液中被还原为锰离子，亚铁离子被氧化为铁离子，反应的离子方程式为：MnO4-+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O；（3）向滤液中加入过量KMnO4溶液，目的是氧化亚铁离子为三价铁离子，依据图表数据分析可知，铁离子开始沉淀和沉淀完全的溶液PH为1.5--2.8，铝离子和亚铁离子开始沉淀的溶液PH大于3，所以调节溶液的pH约为3，可以使铁离子全部沉淀，铝离子不沉淀分离；（4）一定条件下，MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2①向Ⅲ的沉淀中加入浓HCl并加热，二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水，生成的氯气是黄绿色气体，能说明沉淀中存在MnO2的现象是生成黄绿色气体；故答案为：生成黄绿色气体；②MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2，过滤除去，所以可以利用MnSO4的溶液和高锰酸钾溶液反应生成二氧化锰，把过量高锰酸根离子除去；

考点：本题考查了镁、铝、铁及其化合物性质的应用，主要是混合物分离的方法和实验设计，加入氧化剂氧化亚铁离子，调节溶液PH是沉淀分离是解题的关键。