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【用含有A12O3、SiO2和少量FeO•xFe2O3的铝灰制备Al2(SO4)3•18H2O.工艺流程如下:已知:①一定条件下,MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2②部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表:Al(OH)3】
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更新时间:2024-03-28 19:52:37
问题描述:

用含有A12O3、SiO2和少量FeO•xFe2O3的铝灰制备Al2(SO4)3•18H2O.工艺流程如下:

已知:①一定条件下,MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2

②部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表:

 Al(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3
开始沉淀时3.86.32.7
完全沉淀时5.29.73.7
③常温下,Fe(OH)3:Ksp=1.1×10-36,Fe(OH)2:Ksp=1.64×10-14,Al(OH)3:Ksp=1.3×10-33

(1)H2SO4溶解A12O3的离子方程式是___

(2)检验滤液中存在Fe3+的方法是___(注明试剂、现象).

(3)“除杂”环节有如下几个步骤:

(Ⅰ)向滤液中加入过量KMnO4溶液,调节溶液的pH为3.7;

(Ⅱ)加热,产生大量红褐色沉淀,静置,上层溶液呈紫红色;

(Ⅲ)加入MnSO4至紫红色消失,过滤.

①步骤Ⅰ的目的:___;调节溶液的pH为3.7的目的是___,此时溶液中c(Fe3+)为___

②向Ⅱ的沉淀中加入浓HCl并加热,能说明沉淀中存在MnO2的现象是___,写出其反应方程式___.

③Ⅲ中加入MnSO4的目的是___.

(4)从多次循环使用后母液中可回收的主要物质是___(填化学式)

毛存礼回答:
  向铝灰中加入过量稀H2SO4,A12O3和少量FeO•xFe2O3和硫酸反应生成硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁,SiO2不反应,过滤除去二氧化硅;向滤液中加入过量KMnO4溶液,高锰酸钾把亚铁离子氧化成铁离子,调节溶液的pH约为3.7生成氢氧化铁沉淀,除去铁离子,过滤,滤液中含铝离子和过量的高锰酸根离子,加入硫酸锰把过量高锰酸根离子除去,再过滤,对滤液蒸发浓缩、结晶分离出硫酸铝晶体.   (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,故答案为:Al2O3+6H+=2Al3++3H2O;   (2)三价铁离子遇到硫氰酸根离子会呈现红色,Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3溶液,取少量滤液,向其中加入硫氰化钾溶液,溶液变红色,说明滤液中含Fe3+,反之,溶液不变红色,说明滤液中不含Fe3+,   故答案为:取少量滤液于试管,滴加KSCN溶液,溶液变为红色,则滤液中有Fe3+;   (3)①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2.7~3.7,铝离子和亚铁离子开始沉淀的溶液PH大于3.7,所以调节溶液的pH约为3.7,可以使铁离子全部沉淀,铝离子不沉淀分离;氢氧化铁的溶度积Ksp[Fe(OH)3]=1.1×10-36,pH=3.7的溶液中,氢氧根离子的浓度为1×10
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