Question

【題目】硫酸鋁是一種具有廣泛用途的重要化工產品，以高嶺土（含SiO2、A12O3、少量Fe2O3 等）為原料制備硫酸鋁晶體[Al2(SO4)3·18H2O]的實驗流程如圖所示。

回答以下問題

（1）高嶺土需進行粉粹，粉粹的目的是_____________________。

（2）濾渣1經過處理可作為制備水玻璃（Na2SiO3水溶液）的原料，寫出濾渣1與燒堿溶液反應的化學方程式____________________________________。

（3）加入試劑除鐵前，濾液1中的陽離子除了Al3+、Fe3+外還有的陽離子是__________（填離子符號）。濾渣2主要成分為Fe(OH)3，由于條件控制不當，常使Fe(OH)3 中混有Al(OH)3影響其回收利用，用離子方程式表示除去A1(OH)3的原理____________________________________________。

（4）檢驗濾液2中是否含有Fe3+的實驗方法是（要求寫出實驗步驟和現象)：__________________。

（5）要從濾液2獲取硫酸鋁晶體需要經過多步處理，其中從溶液中得到晶體的方法是__________（填標號）。

a．蒸發結晶 b．蒸發濃縮、冷卻結晶

（6）某興趣小組為了測定晶體中Al2(SO4)3·18H2O(M=666g·mol-1)的質量分數，進行如下實驗：

①準確稱取l.00g晶體樣品，溶于一定量水中；

②滴入0.100 mol·L-1 EDTA溶液，與Al3+反應所消耗EDTA溶液的體積25.00 mL。 （已知：EDTA與Al3+以物質的量之比1∶1反應，假設雜質不與EDTA反應）則晶體中Al2(SO4)3·18H2O的質量分數是__________；若樣品中的雜質離子能與EDTA反應，所測定質量分數將會__________（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）。

Answer 1

【答案】 加大反應接觸面積，加快反應速率，使反應充分 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O H+ Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]- 取少量濾液2于試管中，滴加少量KSCN溶液，若溶液變為血紅色，則含有鐵離子，反之則無 B 83.25% 偏高

【解析】本題靠擦汗化學工藝流程，（1）粉碎高嶺土，增加與硫酸的接觸面積，加快反應速率，使反應充分；（2）SiO2是酸性氧化物，不與硫酸反應，氧化鋁是兩性氧化物，與硫酸反應生成Al2(SO4)3，Fe2O3是堿性氧化物，與硫酸反應生成Fe2(SO4)3，因此濾渣1為SiO2，與燒堿反應的化學反應方程式為SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O；(（3）根據流程，酸溶加入硫酸是過量，以及(2)的分析，溶液中陽離子有Al3＋、Fe3＋和H＋，氫氧化鋁為兩性氧化物，氫氧化鐵為堿，因此除去氫氧化鋁，用NaOH溶液，因此反應的離子方程式為Al(OH)3＋OH－=AlO2－＋2H2O或Al(OH)3+OH－=[Al(OH)4]-；（4）檢驗Fe3＋一般有KSCN溶液，如果溶液變紅，說明含有Fe3＋，具體操作是取少量濾液2于試管中，滴加少量KSCN溶液，若溶液變為血紅色，則含有鐵離子，反之則無；（5）得到硫酸鋁晶體中含有結晶水，因此采用蒸發濃度、冷卻結晶的方法得到，蒸發結晶，容易失去結晶水，故B正確；（6）EDTA與Al33＋：1反應，因此硫酸鋁的物質的量為25×10－3×0.1/2mol=1.25×10－3mol，其質量為1.25×10－3×666g=0.8325g，質量分數為0.8325/1×100%=83.25%，如果雜質與EDTA反應，消耗EDTA的體積增多，求的Al3＋的物質的量增大，即質量分數偏高。