Question

【題目】某興趣小組用鋁箔制備納米Al2O3、AlCl3·6H2O及銨明礬晶體（NH4Al(SO4)212H2O，摩爾質(zhì)量為453gmol-1），具體流程如圖：

已知：a.AlCl3·6H2O易溶于水、乙醇及乙醚；

b.銨明礬晶體無(wú)色、透明，可溶于水、不溶于乙醇。120℃時(shí)失去結(jié)晶水，280℃以上分解。

請(qǐng)回答：

（1）步驟Ⅰ的離子方程式為______。

（2）下列操作或描述正確的是_____。

A.步驟IV制備銨明礬利用了物質(zhì)的溶解度差異

B.步驟III灼燒時(shí)需將氫氧化鋁放在蒸發(fā)皿里用高溫爐灼燒至恒重

C.步驟II生成的固體可用抽濾法分離，為加快過(guò)濾速度，可用玻璃棒輕輕攪拌

D.步驟IV中可以選擇乙醇洗滌晶體，如果在常壓下快速干燥，溫度選擇低于120℃

（3）由溶液A制備AlCl3·6H2O的過(guò)程中要通入HCl氣體，其作用是______（寫(xiě)兩條）。

（4）步驟V抽濾時(shí)不能用濾紙，原因是_____。若用如圖裝置圖進(jìn)行抽濾，則抽濾結(jié)束時(shí)應(yīng)進(jìn)行的操作是______。

（5）用電子天平稱(chēng)取2.760g的銨明礬粗產(chǎn)品，用水溶解后取相同體積的兩份溶液。第一份用EDTA滴定法測(cè)得n(Al3+)為0.002900mol；第二份用BaCl2溶液滴定法測(cè)得n(SO42-)為0.006300mol。則該試樣中銨明礬的純度為______。

Answer 1

【答案】2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ AD 抑制氯化鋁的水解；增大Cl-的濃度，有利于AlCl36H2O晶體形成 溶液呈酸性會(huì)腐蝕濾紙 先打開(kāi)安全瓶上的活塞，再關(guān)閉抽氣泵，最后取下玻璃砂漏斗 95.20%

【解析】

Al和NaOH溶液反應(yīng)得到NaAlO2，NaAlO2溶液通入過(guò)量CO2得到Al(OH)3膠狀沉淀，過(guò)濾除去濾液得到Al(OH)3膠狀固體，Al(OH)3受熱分解得到Al2O3。Al(OH)3和硫酸反應(yīng)得硫酸鋁，硫酸鋁和硫酸銨混合后根據(jù)溶解度差異析出硫酸鋁銨，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥得銨明礬晶體[NH4Al(SO4)212H2O]。Al(OH)3和HCl反應(yīng)得AlCl3溶液，為抑制AlCl3水解，在AlCl3溶液中通入HCl后抽濾、洗滌、干燥得AlCl3·6H2O，據(jù)此解答。

(1)步驟Ⅰ為Al和NaOH溶液反應(yīng)生成NaAlO2和H2，反應(yīng)的離子方程式為：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，故答案為：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；

(2)A．步驟IV中，只有NH4Al(SO4)2溶解度比硫酸銨、硫酸鋁小，才能析出硫酸鋁銨晶體，A正確；

B．灼燒在坩堝中而不是蒸發(fā)皿中進(jìn)行，B錯(cuò)誤；

C．氫氧化鋁能形成膠體，沉淀顆粒非常微小，抽濾的話(huà)，膠粒會(huì)穿透濾紙?jiān)斐蓳p失，用玻璃棒攪拌可能造成濾紙破損，氫氧化鋁損失更嚴(yán)重，C錯(cuò)誤；

D．銨明礬可溶于水、不溶于乙醇，故用乙醇洗滌，高于120℃時(shí)銨明礬失去結(jié)晶水，故溫度應(yīng)低于120℃，D正確；

答案選AD；

(3)氯化鋁會(huì)水解：AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl，通入HCl氣體可抑制氯化鋁水解。同時(shí)：AlCl36H2O(s)Al3+(aq)+3Cl-(aq)+6H2O(l)，增大Cl-的濃度，有利于AlCl36H2O晶體形成，故答案為：抑制氯化鋁的水解；增大Cl-的濃度，有利于AlCl36H2O晶體形成；

(4)AlCl3溶液顯酸性，會(huì)腐蝕濾紙，故步驟V抽濾時(shí)不能用濾紙，可用玻璃砂漏斗，抽濾結(jié)束時(shí)，應(yīng)先打開(kāi)活塞恢復(fù)常壓，然后關(guān)閉抽氣泵，最后取下玻璃砂漏斗，故答案為：溶液呈酸性會(huì)腐蝕濾紙；先打開(kāi)安全瓶上的活塞，再關(guān)閉抽氣泵，最后取下玻璃砂漏斗；

(5)樣品平均分成2份，第一份中：n(Al3+)=0.002900mol，第二份中：n(SO42-)=0.006300mol， n(SO42-)＞2n(Al3+)，則每份中：n[NH4Al(SO4)212H2O]=n(Al3+)=0.002900mol，m[NH4Al(SO4)212H2O]=0.002900mol×453gmol-1=1.3137g，故樣品中銨明礬的純度=≈95.20%，故答案為：95.20%。