Question

【題目】高純度氧化鋁有廣泛的用途，某研究小組研究用以下流程制取高純度氧化鋁：

根據上述流程圖填空：

（1）“除雜”操作是加入過氧化氫后，用氨水調節溶液的pH約為8.0，以除去硫酸銨溶液中的少量Fe2+。請寫出在除去Fe2+離子的過程中，發生的主要反應的離子方程式____________________________。

（2）通常條件下Ksp〔Fe(OH)3〕＝4.0×10—38，除雜后溶液中c(Fe3+)約為_____________。

（3）配制硫酸鋁溶液時，需用硫酸酸化，酸化的目的是________________________。

（4）“結晶”這步操作中，母液經蒸發濃縮至溶液表面剛出現薄層晶體即停止加熱，然后冷卻結晶，得到銨明礬晶體（含結晶水）。母液不能蒸干的原因是____________。

（5）“分離”操作的名稱是_____________（填字母代號）。

A．蒸餾 B．分液 C．過濾

（6）銨明礬晶體的化學式為NH4Al(SO4)2·12H2O，在0.1mol/L銨明礬的水溶液中，離子濃度最大的離子是__________，離子濃度最小的離子是____________。

Answer 1

【答案】2Fe2+＋H2O2＋4NH3·H2O＝2Fe(OH)3↓＋4NH4+ 4×10—20mol/L 抑制（防止）Al3+水解 防止晶體失去結晶水，避免可溶性雜質結晶析出 C SO42- OH-

【解析】

（1）H2O2可以把Fe2+氧化為Fe3+，然后加入氨水，就會形成Fe(OH)3沉淀而過濾除去，反應的離子方程式是2Fe2+＋H2O2＋4NH3·H2O＝2Fe(OH)3↓＋4NH4+；

（2）pH=8.0，則c(OH—)=10-6mol/L，在通常條件下Ksp〔Fe(OH)3〕＝c(Fe3+)·c3(OH—)=4.0×10—38，所以c(Fe3+)= Ksp〔Fe(OH)3〕÷c3(OH—)= 4.0×10—38÷10-18=4×10—20mol/L；

（3）硫酸鋁是強酸弱堿鹽，水解產生氫氧化鋁膠體和硫酸，加入硫酸就可以抑制鹽電離產生的Al3+的水解；

（4）“結晶”這步操作中，母液經蒸發濃縮至溶液表面剛出現薄層晶體即停止加熱，然后冷卻結晶，得到銨明礬晶體（含結晶水）。母液不能蒸干是因為蒸干容易使晶體失去結晶水，這樣還避免可溶性雜質結晶析出；

（5）把晶體從混合物中“分離”操作的名稱是過濾；

（6）銨明礬晶體的化學式為NH4Al(SO4)2·12H2O，在0.1mol/L在銨明礬的水溶液中，根據物料守恒可知離子濃度最大的離子是SO42—，由于該鹽是強酸弱堿鹽，NH4+、Al3+水解消耗水電離產生的OH-，使溶液顯酸性，所以離子濃度最小的離子是OH—。