Question

【題目】某化學興趣小組試利用鎂鋁合金廢料（不含其它雜質）制備硫酸鋁晶體，其實驗流程如下：

（1）在鎂鋁合金中加入NaOH溶液，發生反應的化學方程式為_________，固體B的化學式________。

（2）向濾液中通入足量二氧化碳的離子方程式_______________

（3）操作Ⅱ包含的實驗步驟有：________、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥。

（4）若初始時稱取的鎂鋁合金廢料的質量為7.65 g，得到固體A的質量為3.6 g，硫酸鋁晶體的質量為49.95 g（假設每一步的轉化率均為100%）。計算所得硫酸鋁晶體的化學式為______。

Answer 1

【答案】2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ Al(OH)3 CO2 + AlO2-+H2O=HCO3-+Al(OH)3↓ 蒸發濃縮 Al2(SO4)3·18H2O

【解析】

鎂鋁合金中加入NaOH溶液，金屬鋁完全溶解為NaAlO2溶液，金屬鎂不溶解，因此固體A為金屬鎂，過濾后得到NaAlO2溶液，向NaAlO2溶液中通入CO2，發生反應生成了Al(OH)3沉淀，即固體B為Al(OH)3，向Al(OH)3中加入稀硫酸，發生中和反應后生成了Al2(SO4)3，蒸發濃縮、冷卻結晶后得到；硫酸鋁晶體，據此分析作答。

（1）向鎂鋁合金中加入NaOH溶液，金屬鋁完全溶解為NaAlO2溶液，金屬鎂不溶解，發生的反應方程式為：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，固體B為Al(OH)3；

（2）過濾后得到的濾液為NaAlO2溶液，向濾液中通入過量的CO2，反應生成了Al(OH)3沉淀和碳酸氫鈉，離子方程式為：CO2 + AlO2-+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓；

（3）操作Ⅱ的步驟有蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥；

（4）鎂鋁合金廢料的質量為7.65 g，得到固體A(即鎂)的質量為3.6 g，那么金屬鋁的質量為7.65-3.6=4.05g，其物質的量為0.15mol，根據鋁原子守恒可得Al2(SO4)3的物質的量為0.075mol，硫酸鋁晶體的的摩爾質量為=666g/mol，設硫酸鋁晶體的分子式為Al2(SO4)3·nH2O，那么27×2+96×3+18n=666，解得n=18，因此硫酸鋁晶體的化學式為Al2(SO4)3·18H2O。