Question

【題目】明礬[KAl(SO4)2·12H2O]是一復(fù)鹽，在造紙等方面應(yīng)用廣泛。某興趣小組采用10.0g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(shí)驗(yàn)方案如下：

（1）試劑①應(yīng)選用_____________(填代號(hào)）。

a.鹽酸 b.H2SO4溶液 c.氯化鈉溶液 d.NaOH溶液

（2）易拉罐溶解過(guò)程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________。

（3）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(shí)驗(yàn)操作步驟為蒸發(fā)濃縮、__________(填操作名稱）、過(guò)濾、洗滌、干燥。如下圖所示，蒸發(fā)操作中的一處錯(cuò)誤是_____________。

（5）該小組在實(shí)驗(yàn)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474g·mol-1)

Answer 1

【答案】 d 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ NaHCO3 冷卻結(jié)晶 蒸發(fā)時(shí)不能使用坩堝(或蒸發(fā)時(shí)應(yīng)使用應(yīng)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(guò)過(guò)濾除去Fe、Mg（沉淀A）等雜質(zhì)，濾液中通入CO2溶液后，生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，通過(guò)過(guò)濾得到碳酸氫鈉溶液（溶液B）和氫氧化鋁（沉淀B），過(guò)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)晶得到明礬晶體。則

（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)；答案選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↑；（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(guò)過(guò)濾得到碳酸氫鈉溶液（溶液B）和氫氧化鋁（沉淀B），溶液B為NaHCO3溶液；（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(guò)濾、洗滌、干燥得到明礬晶體；蒸發(fā)不能使用坩堝，應(yīng)該用蒸發(fā)皿；（2）根據(jù)鋁元素守恒可知理論上可得到明礬的質(zhì)量為：10g×90%×474/27=158g，則明礬的回收率為118.5/158×100%=75%。