Question

【題目】Ⅰ．KAl(SO4)2·12H2O(明礬)是一種復(fù)鹽，在造紙等方面應(yīng)用廣泛。實(shí)驗(yàn)室中， 采用廢易拉罐(主要成分為 Al，含有少量的 Fe、Mg 雜質(zhì))制備明礬的過(guò)程如下圖所示。 回答下列問(wèn)題：

(1)為盡量少引入雜質(zhì)，試劑①應(yīng)選用______________(填標(biāo)號(hào))。

a．HCl 溶液 b．H2SO4 溶液 c．氨水 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)沉淀 B 的化學(xué)式為______________________

II．毒重石的主要成分 BaCO3(含 Ca2+、Mg2+、Fe3+等雜質(zhì))，實(shí)驗(yàn)室利用毒重石制備BaCl2·2H2O 的流程如下:

(4)毒重石用鹽酸浸取前需充分研磨，目的是_________________________________。

	Ca2+	Mg2+	Fe3+
開始沉淀時(shí)的pH	11.9	9.1	1.9
完全沉淀時(shí)的pH	13.9	11.1	3.2

(5)濾渣Ⅱ中含 (填化學(xué)式)。加入 H2C2O4 時(shí)應(yīng)避免過(guò)量，原因是_________________________________。已知：Ksp(BaC2O4) =1.6×10-7， Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9

Answer 1

【答案】d 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ Al(OH)3 增 大 接 觸 面 積 從 而 使 反 應(yīng) 速 率 加 快 Mg(OH)2、Ca(OH)2H2C2O4 過(guò)量會(huì)導(dǎo)致生成 BaC2O4 沉淀，產(chǎn)品的產(chǎn)量減少

【解析】

本題主要考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)與化學(xué)工藝流程。

I.（1）由易拉罐制備明礬，則需要通過(guò)相應(yīng)的操作除去Fe、Mg，根據(jù)金屬單質(zhì)的性質(zhì)可選擇強(qiáng)堿性溶液；

（2）根據(jù)（1）中選擇的試劑寫出相關(guān)化學(xué)方程式；

（3）Al在第一步反應(yīng)中生成AlO2-，在第二步中加入了NH4HCO3，NH4+和HCO3-均能促進(jìn)AlO2-水解生成Al(OH)3沉淀；

II.浸取過(guò)程中碳酸鋇和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鋇，再加入NH3·H2O調(diào)節(jié)pH至8，由表中數(shù)據(jù)可知，濾渣I為Fe(OH)3，再將濾液調(diào)節(jié)pH至12.5，由表中數(shù)據(jù)可知，濾渣II為Mg(OH)2和少量Ca(OH)2，再加入H2C2O4，可除去Ca2+，再進(jìn)行后續(xù)操作制備出BaCl2·2H2O，據(jù)此分析作答。

（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)，故選d項(xiàng)；

（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）濾液中加入NH4HCO3溶液后，電離出的NH4+和HCO3-均能促進(jìn)AlO2-水解，反應(yīng)式為NH4＋＋AlO2－＋2H2O=Al(OH)3＋NH3·H2O，生成Al(OH)3沉淀。

Ⅱ、（4）毒重石用鹽酸浸取前研磨將塊狀固體變成粉末狀，可以增大反應(yīng)物的接觸面積從而使反應(yīng)速率加快；

（5）根據(jù)流程圖和表中數(shù)據(jù)分析加入NH3·H2O調(diào)節(jié)pH至8，由表中數(shù)據(jù)可知，可除去Fe3+，濾渣I為Fe(OH)3，再將濾液調(diào)節(jié)pH至12.5，由表中數(shù)據(jù)可知，可完全除去Mg2+，部分Ca2+會(huì)沉淀，濾渣II為Mg(OH)2和少量Ca(OH)2，再加入H2C2O4，可除去Ca2+，若加入過(guò)量的H2C2O4，易發(fā)生Ba2＋＋H2C2O4=BaC2O4＋2H＋產(chǎn)生BaC2O4沉淀，導(dǎo)致產(chǎn)品的產(chǎn)量減少。