铝是重要的金属材料，铝土矿（主要成分A12O3另含少量的SiO2、Fe2O3等）是工业上制铝的原料。实验室模拟工业上以铝土矿为原料制取铵明矾晶体[NH4Al（SO4）2·12H2O]的工艺流程如下图所示：
请回答下列问题：
（1）固体a的主要成分为__________________（写化学式）。
（2）II中烧碱过量的原因是________________________________________。
（3）写出III中主要反应的离子方程式__________________________________________。
（4）制取铵明矾溶液的化学方程式为_________________________________________；由铵明矾溶液制取铵明矾晶体的实验操作依次为（填操作名称）______________________、____________、过滤、洗涤。
（5）设计实验证明铵明矾溶液中含有NH4+_______________________________________。