Question

【題目】以冶鋁的廢棄物鋁灰為原料制取超細α-氧化鋁，既降低環境污染又可提高鋁資源的利用率。已知鋁灰主要成分為Al2O3（含少量雜質SiO2、FeO、Fe2O3），其制備實驗流程如下：

（1）鋁灰中氧化鋁與硫酸反應的化學方程式為____________________________________。

（2）加30%的H2O2溶液的目的是_________________________________。

（3）煅燒硫酸鋁銨晶體，發生的主要反應為：

4[NH4Al(SO4)2·12H2O] 2Al2O3 + 2NH3↑+ N2↑+ 5SO3↑+ 3SO2↑+ 53H2O,將產生的氣體通過下圖所示的裝置。

①集氣瓶中收集到的氣體為___________（填化學式）。

②KMnO4溶液褪色（MnO4－還原為Mn2+），此褪色過程中，氧化劑與還原劑的物質的量之比為_______________。

Answer 1

【答案】 Al2O3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2O 氧化Fe2+為Fe3+，有利于在沉鐵過程中除去 N2 2:5

【解析】(1)Al2O3與硫酸反應生成硫酸鋁和水，其反應的方程式為：Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O；

(2)濾液中含有Al3+、Fe2+、Fe3+，加30%的H2O2溶液Fe2+被氧化為Fe3+，有利于生成氫氧化鐵沉淀而除去；
(3)①NH4Al(SO4)212H2O分解生成的氣體NH3和SO3被亞硫酸鈉吸收，二氧化硫被高錳酸鉀吸收，所以最后集氣瓶中收集到的氣體是N2；

②酸性條件下，KMnO4與二氧化硫反應生成硫酸根離子和錳離子，其反應的離子方程式為：2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+，氧化劑與還原劑的物質的量之比為2：5。