Question

以Al（OH）₃、H₂SO₄、工业（NH₄）2SO₄（含FeSO₄）为原料制备透明氧化铝陶瓷的工艺流程如右图所示：

回答下列问题：

（1）氧化步骤中发生的主要反应的离子方程式为________________。

（2）当25℃时，Kw=1.0×10^-14，Kb（NH₃·H₂O）=1.75×10⁵。（NH₄）₂SO₄溶液呈酸性，其原因是（用力方程式解释）：__________；该离子方程式的平衡常数K约为______（填具体数字）。

（3）如何检验中和液中的杂质离子已完全除尽_________。

（4）NH₄Al(SO₄)₂溶液与过量NaOH溶液混合加热，反应的化学方程式为__________。

（5）综上分析，流程图中M的主要成分的化学式为________，M可用一种物质吸收以实现循环利用，该物质的名称是_________。

（6）固体NH₄Al(SO₄)₂^．12H₂O在加热时，固体残留率随温度的变化如图所示。633℃时剩余固体成分的化学式为_____________。

Answer

2Fe2+ +H2O2+2H+=2Fe3+ +2H2O NH4++H2O⇌NH3·H2O+H+ 5.7×10-10 取少量中和后的溶液，滴加KSCN溶液，若不变红，则已完全除去，反之，则未全部出除去。 NH4Al(SO4)2+5NaOHNH3↑+3H2O+NaAlO2+ 2Na2SO4 NH3、H2O、SO3 浓硫酸 Al2(SO4)3

【解析】（1）双氧水和亚铁离子发生氧化还原反应生成铁离子和水，离子反应方程式为2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O；

（2）（NH4）2SO4为强酸弱碱盐，NH4+水解使溶液显酸性，根据NH4++H2ONH3•H2O+H+，K=

==5.7×10-10；
（3）中和液中的杂质离子是铁离子，铁离子用KSCN溶液检验，其检验方法为取少量中和后的溶液，滴加KSCN溶液，若溶液不变红，则已完全除去；若溶液变红，则未除尽；
（4）NH4Al（SO4）2溶液与过量NaOH溶液混合加热生成氨气和NaAlO2，反应的化学方程式为：NH4Al（SO4）2+5NaOH NH3↑+3H2O+NaAlO2+2Na2SO4；

（5）根据（3）知，流程图中M的主要成分的化学式为NH3、H2O、SO3 ；可以用水或者浓硫酸吸收生成硫酸铵重复使用；

（6）假设有1mol硫酸铝铵晶体，摩尔质量是453g/mol，质量是453g，最后得到的是氧化铝，硫酸铝铵晶体加热过程中会分解，分别生成了水、氨气、三氧化硫；
当结晶水完全失去时，剩余固体与原始固体的质量百分比是：×100%≈52.32%，大于这个值，说明结晶水没有完全失去；当温度继续升高，硫酸铝铵中的硫酸铵开始分解生成氨气和三氧化硫，硫酸铵完全分解时，剩余物为硫酸铝，剩余固体与原始固体的质量百分比是：×100%≈37.75%；当比值大于37.75%时，硫酸铵没有完全分解，当等于这个比值，说明硫酸铵恰好分解完全，小于这个比值，硫酸铝开始分解；故B点剩余固体是硫酸铝。

点睛：准确理解工业流程是解题关键；Al（OH）3、H2SO4发生反应为2Al（OH）3+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2O；工业（NH4）2SO4（含FeSO4）溶于水，然后向溶液中加入双氧水，双氧水具有氧化性、硫酸亚铁具有还原性，二者发生氧化还原反应生成铁离子和水，离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O，将得到的溶液中加入氨水，调节溶液的pH，使铁离子转化为Fe（OH）3沉淀，然后过滤得到滤渣；将滤液加入硫酸铝溶液中，通过分离得到固体NH4Al（SO4）2•12H2O，加热固体NH4Al（SO4）2•12H2O，该物质分解生成M和含铝物质。