1、
明矾石的主要成分是K2SO4•Al2(SO4)3•2Al2O3•6H2O,还含有少量Fe2O3杂质.利用明矾石制备氢氧化铝的流程如下:
(1)焙烧炉中发生反应的化学方程式为2Al2(SO4)3+3S2Al2O3+9SO2↑,该反应的氧化剂是______ ,若生成1molAl2O3 , 则转移的电子数为______ .
(2)将标况下1.12L炉气通入100mL0.5mol/L NaOH溶液中,得到一种酸性溶液,则该溶液中各种离子浓度由大到小的排列顺序为 ______ .
(3)熟料溶解时反应的离子方程式为______ .
(4)检验废渣中含有Fe2O3所需的试剂是______ .
(5)母液中溶质主要成分的化学式为______ ,溶液调节pH后经过滤、洗涤可得Al(OH)3沉淀,证明沉淀已洗涤干净的实验操作和现象是______ .
(1)Al2(SO4)3;3.612×1024
(2)c(Na+)>c(HSO3﹣)>c(H+)>c(SO32﹣)>c(OH﹣)
(3)Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O
(4)盐酸、KSCN溶液
(5)K2SO4、Na2SO4;取最后的洗涤液于试管中,滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成则已洗涤干净
(1)反应中硫元素化合价由Al2(SO4)3中+6价降低为SO2中+4价,故Al2(SO4)3是氧化剂,反应中硫单质中硫元素化合价由0价升高为SO2中+4价,硫单质为还原剂,生成1molAl2O3需要硫的物质的量为1mol×=1.5mol,转移电子的物质的量为1.5mol×4=6mol,转移电子数目为6mol×6.02×1023mol﹣1=3.612×1024 ,
所以答案是:Al2(SO4)3;3.612×1024;
(2)1.12L二氧化硫的物质的量为=0.05mol,n(NaOH)=0.1L×0.5mol/L=0.05mol,n(SO2):n(NaOH)=0.05mol:0.05mol=1:1,故反应后溶液中溶质为NaHSO3 , 溶液呈酸性,说明HSO3﹣的电离程度大于水解程度,同时水电离生成氢离子,故c(H+)>c(SO32﹣),HSO3﹣电离程度不大,故c(HSO3﹣)>c(H+),溶液c(OH﹣)等于水电离生成,浓度很小,故溶液中离子浓度由大到小的排列顺序为c(Na+)>c(HSO3﹣)>c(H+)>c(SO32﹣)>c(OH﹣),
所以答案是:c(Na+)>c(HSO3﹣)>c(H+)>c(SO32﹣)>c(OH﹣);
(3)由工艺流程可知,熟料溶解为氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠,离子方程式为Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O,
所以答案是:Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O;
(4)废渣中加入盐酸,滴加KSCN溶液,若溶液被红色,说明废渣中含有Fe2O3 ,
所以答案是:盐酸、KSCN溶液;
(5)由工艺流程可知,熟料溶解所得的溶液中含有K+、Na+、SO42﹣、AlO2﹣、OH﹣等,加硫酸调PH值,AlO2﹣转化为Al(OH)3 , 母液中离子主要有K+、Na+、SO42﹣ , 含有溶质为K2SO4、Na2SO4 ,
Al(OH)3沉淀会附着K+、Na+、SO42﹣等,取最后的洗涤液于试管中,滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成则已洗涤干净.
所以答案是:K2SO4、Na2SO4;取最后的洗涤液于试管中,滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成则已洗涤干净.
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