明矾石的主要成分是K2SO4•Al2（SO4）3•2Al2O3•6H2O，含有少量氧化铁．利用明矾石制备K2SO4的工艺流程如图所示：据此流程图回答下列问题：（1）①焙烧炉中Al2（SO4）3与S反应的产物是两种氧

Question

明矾石的主要成分是K₂SO₄•Al₂（SO₄）₃•2Al₂O₃•6H₂O，含有少量氧化铁．利用明矾石制备K₂SO₄的工艺流程如图所示：

据此流程图回答下列问题：
（1）①焙烧炉中Al₂（SO₄）₃与S反应的产物是两种氧化物，该反应的化学方程式为___；写出炉气的一种用途：___；
（2）②中Al₂O₃参与反应的离子方程式为___．
（3）③中调节pH不能用CO₂的理由是___．
（4）工业冶炼金属铝需要定期更换补充阳极碳块的原因是___．
（5）纯净氢氧化铝经历两次___（填反应类型）可制得铝．以Al和NiO（OH）为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO（OH）转化为Ni（OH）₂，该电池负极的电极反应式是___．
（6）现有明矾石1625t，按上述流程制得780tAl（OH）₃，忽略铝元素的损失，请计算明矾石中钾元素的质量分数为___%．

Answer 1

根据题中工业流程可知，明矾石与硫在加热的条件下生成二氧化硫和氧化铝，所以炉气中主要有二氧化硫，熟料中主要是氧化铝，氧化铝溶解在氢氧化钾溶液中，得到偏铝酸钾溶液，用稀硫酸调节PH值，可得氢氧化铝沉淀和硫酸钾溶液，从硫酸钾溶液中可得硫酸钾晶体，
（1）①焙烧炉中Al₂（SO₄）₃与S反应的产物是两种氧化物，反应的化学方程式为2Al₂（SO₄）₃+3S(高温.)/()2Al₂O₃+9SO₂，炉气的主要成份是二氧化硫，其一种用途为用于工业制硫酸，
故答案为：2Al₂（SO₄）₃+3S(高温.)/()2Al₂O₃+9SO₂；用于工业制硫酸；
（2）反应②为Al₂O₃与氢氧化钾的反应，反应的离子方程式为Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，
故答案为：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；  
（3）③中调节pH不能用CO₂，因为偏铝酸钾与二氧化碳反应会生成碳酸钾，使制备的K₂SO₄中有杂质，
故答案为：偏铝酸钾与二氧化碳反应会生成碳酸钾，使制备的K₂SO₄中有杂质； 
（4）工业冶炼金属铝是用电解熔融的氧化铝的方法，阳极会产生氧气，阳极的碳块在高温时会与氧气反应，所以要定期更换补充阳极碳块，
故答案为：阳极会产生氧气，阳极的碳块在高温时会与氧气反应； 
（5）纯净氢氧化铝经过受热分解，再电解可制得铝，涉及的反应类型都是分解反应，以Al和NiO（OH）为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO（OH）转化为Ni（OH）₂，充当电池的正极，铝发生氧化反应充当电池的负极，所以电池负极的电极反应式是Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案为：分解反应；Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O； 
（6）现有明矾石1625t，按上述流程制得780tAl（OH）₃，根据明矾石的化学式K₂SO₄•Al₂（SO₄）₃•2Al₂O₃•6H₂O可知，明矾石中铝元素与钾元素的物质的量之比为3：1，780tAl（OH）₃中铝元素的物质的量为(780)/(78)×10⁶mol=1×10⁷mol，所以钾元素的物质的量为(1)/(3)×10⁷mol，根据元素守恒可知，明矾石中钾元素的质量分数为((1)/(3)×107×39)/(1625×106)=0.08=80%，
故答案为：80．