Question

硬鋁廢料（含90%鋁、2.5%鎂、7.5%銅）可以制取明礬KAl（SO₄）₂?12H₂O，某探究小組設計了下列實驗．

請回答以下問題：
（1）寫出步驟②的離子方程式

 

；簡述用pH試紙的過程：

 

．
（2）步驟④包括三個環(huán)節(jié)，分別是

 

、

 

、

 

．
（3）步驟⑤不直接用水洗的原因是

 

，洗滌的操作是

 

．
（4）有人建議：直接將硬鋁溶于稀硫酸中，過濾；濾液中加入硫酸鉀得到溶液丙，在進行后續(xù)實驗．請你評價此建議的可行性

 

．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設計,物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題

分析：依據(jù)流程圖分析可知，硬鋁中鋁與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉，故溶液甲含有偏鋁酸鈉，向溶液甲中加入硫酸，偏鋁酸根與氫離子反應，生成氫氧化鋁沉淀，所以固體乙為氫氧化鋁，向固體乙加入硫酸，氫氧化鋁與硫酸反應生成硫酸鋁和水，加入硫酸鉀減小物質(zhì)溶解度析出硫酸鋁鉀晶體，過濾得到明礬KAl（SO₄）₂?12H₂O；
（1）步驟②是偏鋁酸鈉和硫酸反應，調(diào)節(jié)溶液PH為8-9生成氫氧化鋁沉淀；依據(jù)PH試紙使用方法敘述回答操作步驟；
（2）丙溶液含有硫酸鋁，向其中加入硫酸鉀，得混合溶液，通過蒸發(fā)、結(jié)晶、過濾制得明礬；
（3）明礬在酒精中的溶解度小，用酒精洗滌減少產(chǎn)品的損失，洗滌晶體的操作為在過濾裝置中加入洗滌劑浸沒晶體后使洗滌劑自然流出，洗滌2-3次；
（4）硬鋁廢料含90%鋁、2.5%鎂、7.5%銅，直接加入稀硫酸其中鋁和鎂都可以溶解，通過后續(xù)實驗操作得當?shù)木�體中會含有雜質(zhì)硫酸鎂；

解答： 解：（1）步驟②是偏鋁酸鈉和硫酸反應，調(diào)節(jié)溶液PH為8-9生成氫氧化鋁沉淀，離子方程式為AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃↓，
故答案為：AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃↓； 
（2）向硫酸鋁溶液中加入硫酸鉀，得混合溶液，通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌制得明礬；
故答案為：蒸發(fā)濃縮；冷卻結(jié)晶，過濾；
（3）明礬在酒精中的溶解度小，用酒精洗滌，明礬在酒精中的溶解度小，減少產(chǎn)品的損失，洗滌晶體的操作步驟為：在過濾裝置中加入洗滌劑浸沒晶體后使洗滌劑自然流出，重復洗滌2-3次；
故答案為：減少產(chǎn)品的損失；往漏斗中加入洗滌劑至浸沒固體，自然流出，重復2～3次；
（4）硬鋁廢料含90%鋁、2.5%鎂、7.5%銅，直接加入稀硫酸其中鋁和鎂都可以溶解，按此方法獲得的溶液中還含有Mg²⁺，最后得到的產(chǎn)品不純；
故答案為：不可行，因為按此方法獲得的溶液中還含有Mg²⁺，最后得到的產(chǎn)品不純．

點評：本題考查了物質(zhì)制備實驗過程分析和分離方法，知識涉及元素化合物、實驗原理等，側(cè)重考查學生對實驗方案理解、元素化合物的知識應用、實驗基本操作的步驟敘述，難度中等．