Question

4．明礬石的主要成分是K₂SO₄•Al₂（SO₄）₃•2Al₂O₃•6H₂O，此外還含有少量Fe₂O₃雜質(zhì)．利用明礬石制備氫氧化鋁的流程如下：

回答下列問題：
（1）“焙燒”過程中發(fā)生的反應(yīng)為2Al₂（SO₄）₃+3S $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ 2Al₂O₃+9SO₂，其中氧化劑為Al₂（SO₄）₃．
（2）“溶解”時(shí)反應(yīng)的離子方程式為Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O．
（3）“調(diào)節(jié)pH”后過濾、洗滌Al（OH）₃沉淀，證明已洗滌干凈的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是取最后一次洗滌的流出液于試管中，滴加BaCl₂溶液，若無白色沉淀生成則已洗滌干凈．
（4）調(diào)節(jié)pH時(shí)使用的是質(zhì)量濃度（單位體積溶液所含溶質(zhì)的質(zhì)量）為882g/L 的H₂SO₄，配制1L該溶液，需用量筒量取質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的硫酸（密度是1.8g/cm³）500.0mL．
（5）“母液”中可回收的物質(zhì)是K₂SO₄；Na₂SO₄．

Answer 1

分析 根據(jù)元素守恒和得失電子守恒，可知焙燒爐中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al₂（SO₄）₃+3S$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Al₂O₃+9SO₂，故生成爐氣中含二氧化硫，熟料中含氧化鋁、氧化鐵、硫酸鉀等，加入氫氧化鈉和水，氧化鋁和氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，氧化鐵不反應(yīng)，過濾，濾渣中含氧化鐵，濾液中含偏鋁酸鈉和硫酸鉀、氫氧化鈉等；用硫酸調(diào)節(jié)pH，得到氫氧化鋁沉淀和硫酸鈉、硫酸鉀，過濾得母液中含硫酸鉀、硫酸鈉溶質(zhì)．
（1）所含元素化合價(jià)降低的反應(yīng)物是氧化劑；
（2）“溶解”時(shí)氫氧化鈉與氧化鋁反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水；
（3）Al（OH）₃沉淀具有吸附性，可吸附硫酸根離子，通過檢驗(yàn)硫酸根離子的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；
（4）根據(jù)溶液稀釋前后溶質(zhì)的質(zhì)量不變計(jì)算；
（5）“母液”中含有硫酸鹽．

解答 解：（1）2Al₂（SO₄）₃+3S$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Al₂O₃+9SO₂，反應(yīng)中硫元素化合價(jià)由Al₂（SO₄）₃中S元素的+6價(jià)降低到+4價(jià)，則Al₂（SO₄）₃為氧化劑，
故答案為：Al₂（SO₄）₃；
（2）“溶解”時(shí)氫氧化鈉與氧化鋁反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，反應(yīng)的離子方程式為Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，
故答案為：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；
（3）Al（OH）₃沉淀具有吸附性，可吸附硫酸根離子，通過檢驗(yàn)硫酸根離子的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，方法為取最后一次洗滌的流出液于試管中，滴加BaCl₂溶液，若無白色沉淀生成則已洗滌干凈，
故答案為：取最后一次洗滌的流出液于試管中，滴加BaCl₂溶液，若無白色沉淀生成則已洗滌干凈；
（4）m（H₂SO₄）=882g/L×1L=882g，設(shè)需要xmL濃硫酸，則有xmL×1.8g/mL×98%=882g，x=500.0，
故答案為：500.0；
（5）根據(jù)流程分析可知“母液”中含有硫酸鹽中含有K₂SO₄、Na₂SO₄，都可回收利用，
故答案為：K₂SO₄；Na₂SO₄．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備、分離等知識(shí)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，為高考常見題型，難度中等，注意把握物質(zhì)的相關(guān)性質(zhì)．