Question

【題目】明礬[ KAl(SO4)2·12H2O ]在造紙、凈水等方面應用廣泛。以處理過的廢舊易拉罐碎屑為原料(主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質)制備明礬的過程如下圖所示。

回答下列問題：

(1)原料溶解過程中反應的離子方程式是_________________________。

(2)Al(OH)3 與稀硫酸反應的離子方程式是__________________________。

(3)溶液A中通入過量CO2，反應的離子方程式是_________________。

(4)為證明固體B中含有鐵，某同學做如下實驗：取少量固體B，加入稀硫酸使其溶解，觀察到有無色氣體生成。向溶液中加入___________，溶液立即變紅，證明固體B中含有鐵。

Answer 1

【答案】2Al+ 2OH- +2H2O= 2AlO2- +3H2↑ Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ +3H2O AlO2- +CO2+2H2O =Al(OH)3 ↓+ HCO3- KSCN溶液和少量氯水

【解析】

廢舊易拉罐碎屑主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質，鋁與熱氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，過濾后得到溶液A為偏鋁酸鈉溶液，固體B為Fe、Mg混合物；溶液A中通入過量二氧化碳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(溶液C)和氫氧化鋁(固體D)；固體D[Al(OH)3]與稀硫酸反應生成硫酸鋁，硫酸鋁與硫酸鉀混合溶液，加熱蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌，可以得到明礬[KAl(SO4)212H2O]，據此進行解答。

(1)廢舊易拉罐碎屑的主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質，加入熱氫氧化鈉溶液，鋁反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應方程式是2Al +2OH-+2H2O=2AlO2- +3H2↑；

(2)氫氧化鋁是難溶性的兩性氫氧化物，與硫酸反應產生硫酸鋁和水，反應的離子方程式是 Al(OH)3+3H+ =Al3+ +3H2O；

(3)溶液A為偏鋁酸鈉溶液，由于酸性H2CO3> Al(OH)3，所以向溶液A中通入過量CO2氣體，反應生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，方程式是：AlO2- +CO2+2H2O = Al(OH)3 ↓+ HCO3-；

(4)固體B是Fe、Mg混合物，為證明其中含有Fe，可取少量固體B，加入稀硫酸使其溶解，觀察到有無色氣體生成，Fe與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，向該溶液中滴加KSCN溶液后不變色，再加入幾滴氯水，溶液立即變紅，證明固體B與硫酸反應后溶液中含有Fe2+，則固體B中含有鐵，所以所價試劑為KSCN溶液、氯水。