Question

工業生產無鐵硫酸鋁，以硫酸浸取鋁土礦（主要成分是Al₂O₃，還有少量的Fe₂O₃、SiO₂）得含鐵（Fe³⁺）的硫酸鋁溶液，加熱到一定溫度，攪拌，加入一定量高錳酸鉀溶液和硫酸錳溶液，在溶液中生成活性二氧化錳，調節溶液的pH，反應一段時間，二氧化錳和Fe （OH） ₃發生吸附共沉作用，最終得到無鐵硫酸鋁產品．
（1）硫酸浸取鋁土礦時主要反應的離子方程式為______；
（2）完成高錳酸鉀溶液和硫酸錳溶液反應的化學方程式：2KMnO₄+3MnSO₄+2H₂O=______；
（3）調節pH的作用是______；
（4）操作1的名稱為______，實驗室進行操作2用到的陶瓷質儀器有______；
（5）下列有關工藝的說法正確的是______（雙選，填字母）．
A．可以向溶液中再加入鋁土礦粉等調節pH
B．溶液的堿性越強，則除鐵效果越好，而且不會影響硫酸鋁的產率
C．活性二氧化錳生成量應適宜，不足時鐵的去除率較低，過量時會增加成本
D．可以直接向溶液中加入二氧化錳粉末以除去Fe （OH） ₃．

Answer 1

解：（1）鋁土礦的主要成分是Al₂O₃，加入硫酸主要發生：Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O，故答案為：Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；
（2）由題意可知高錳酸鉀溶液和硫酸錳溶液反應生成活性二氧化錳，根據氧化還原反應中化合價升降相等，可寫出化學方程式為2KMnO₄+3MnSO₄+2H₂O=5MnO₂↓+K₂SO₄+2H₂SO₄，
故答案為：5MnO₂↓+K₂SO₄+2H₂SO₄；
（3）鐵離子易發生水解反應生成氫氧化鐵，當調節溶液PH，使溶液PH增大時，易使鐵離子轉化為氫氧化鐵沉淀除去，
故答案為：使鐵離子轉化為氫氧化鐵沉淀除去；
（4）根據題中信息，反應一段時間，二氧化錳和Fe （OH） ₃發生吸附共沉作用，可知操作一為過濾，操作二為蒸發結晶，用到的陶瓷質儀器有蒸發皿和泥三角，
故答案為：過濾； 蒸發皿（泥三角）；
（5）A．氧化鋁與酸反應，向溶液中再加入鋁土礦粉可起到調節pH的作用，并且不引入新的雜質，故A正確；
B．如果溶液的堿性太強，會與硫酸鋁反應生成氫氧化鋁沉淀而導致產率較低，故B錯誤；
C．活性二氧化錳不足時不能完全除去氫氧化鐵，鐵的去除率較低，過量時會增加成本，故C正確；
D．直接向溶液中加入二氧化錳粉末吸附作用太低，故D錯誤．
故答案為：AC．
分析：（1）氧化鋁為兩性氧化物，可與酸反應生成鹽和水；
（2）根據氧化還原反應中化合價升降相等，可寫出化學方程式為2KMnO₄+3MnSO₄+2H₂O=5MnO₂↓+K₂SO₄+2H₂SO₄；
（3）鐵離子易發生水解反應生成氫氧化鐵；
（4）操作一為過濾，操作二為蒸發結晶；
（5）A．氧化鋁與酸反應，可起到調節pH的作用，并且不引入新的雜質；
B．氫氧化鈉與硫酸鋁反應生成氫氧化鋁沉淀；
C．活性二氧化錳不足時鐵的去除率較低；
D．直接向溶液中加入二氧化錳粉末吸附作用太低．
點評：本題考查較為綜合，設計物質的制備流程、離子方程式的書寫、氧化還原反應、物質的分離和提純等問題，但題目難度不大，本題注意把握制備原理和實驗流程，為近幾年多省考查的熱點．