Question

【題目】明礬[KAl(SO4)2·12H2O]是一種復(fù)鹽，在造紙等方面應(yīng)用廣泛。某興趣小組采用10.0 g廢易拉罐(含90%的Al，還含有少量的Fe、Mg等雜質(zhì))制備明礬的實驗方案如圖1：

(1)試劑①應(yīng)選用________(填代號)。

a．鹽酸 b．H2SO4溶液 c．氨水 d．NaOH溶液

(2)易拉罐溶解過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。通入足量二氧化碳發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式___________________________。

(3)沉淀B為_____(填化學(xué)式)，溶液B中溶質(zhì)的主要成分為________(填化學(xué)式)。

(4)從溶液C中得到明礬的實驗操作步驟為蒸發(fā)濃縮、________(填操作名稱)、過濾、洗滌、干燥。如圖2所示，蒸發(fā)操作中的一處錯誤是______________。

(5)該小組在實驗完成之后，得到118.5 g明礬，則明礬的回收率為________。(已知：明礬的摩爾質(zhì)量為474 g·mol－1)

Answer 1

【答案】d 2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑ AlO2－＋2H2O+CO2= Al(OH)3 ↓＋HCO3－ Al(OH)3 NaHCO3 冷卻結(jié)晶 蒸發(fā)不能使用坩堝，應(yīng)使用蒸發(fā)皿 75%

【解析】

易拉罐的主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質(zhì)，可選擇濃NaOH溶解，得到偏鋁酸鈉溶液（溶液A），并通過過濾除去Fe、Mg（沉淀A）等雜質(zhì)，濾液中通入CO2溶液后，后生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，通過過濾得到碳酸氫鈉溶液（溶B）和氫氧化鋁（沉淀B），過濾后將沉淀溶解在稀硫酸中，得到硫酸鋁溶液，添加K2SO4溶液后蒸發(fā)濃縮并冷卻結(jié)晶得到晶體明礬，據(jù)此分析解答。

(1)根據(jù)鋁能溶解在強(qiáng)酸和強(qiáng)堿性溶液，而鐵和鎂只能溶解在強(qiáng)酸性溶液中的性質(zhì)差異，可選擇NaOH溶液溶解易拉罐，可除去含有的鐵、鎂等雜質(zhì)；

故答案為：d；

(2)鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑；通入足量二氧化碳發(fā)生的反應(yīng)生成氫氧化鋁和碳酸氫鈉，離子方程式AlO2－＋2H2O+CO2= Al(OH)3 ↓＋HCO3－，

故答案為：2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑；AlO2－＋2H2O+CO2= Al(OH)3 ↓＋HCO3－；

(3)根據(jù)分析可知，偏鋁酸鈉溶液中通入CO2溶液后，后生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，通過過濾得到碳酸氫鈉溶液(溶B)和氫氧化鋁(沉淀B)，溶液B為NaHCO3溶液；

故答案為：Al(OH)3；NaHCO3；

(4)硫酸鋁溶液中添加K2SO4溶液后蒸發(fā)濃縮并冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到晶體明礬；蒸發(fā)不能使用坩堝；

故答案為：冷卻結(jié)晶；蒸發(fā)不能使用坩堝；

(5)根據(jù)鋁元素守恒，AlKAl(SO4)212H2O，理論上可得到明礬的質(zhì)量為：=158g，則明礬的回收率為×100%=75%；

故答案為：75%。