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___________________________________。

（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】d2Al+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】

Ⅰ．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，并通過(guò)過(guò)濾除去Fe、Mg等雜質(zhì)，濾液中加入NH4HCO3溶液后，促進(jìn)AlO2-水解生成Al（OH）3沉淀，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)晶得到晶體明礬。II．毒重石的主要成分BaCO3（含Ca2+、Mg2+、Fe3+等雜質(zhì)），加鹽酸溶解，碳酸鋇和鹽酸反應(yīng)：BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O，加入氨水，調(diào)pH為8，F(xiàn)e3+完全沉淀時(shí)的pH為3.2，只有Fe3+完全沉淀，濾渣1為Fe（OH）3，溶液中主要含Ca2+、Mg2+、Ba2+，加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH=12.5，Ca2+完全沉淀時(shí)的pH為13.9，Mg2+完全沉淀時(shí)的pH為11.1，Mg2+完全沉淀，Ca2+部分沉淀，濾渣Ⅱ中含Mg（OH）2、Ca（OH）2；溶液中主要含Ca2+、Ba2+，加入H2C2O4，得到CaC2O4↓，除去Ca2+，蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶得到BaCl22H2O。

Ⅰ．（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)，故答案為：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）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↓+NH3H2O，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，增大反應(yīng)速率；（2）根據(jù)流程圖和表中數(shù)據(jù)分析加入NH3H2O調(diào)節(jié)pH=8可除去Fe3+，加入NaOH調(diào)pH=12.5，可完全除去Mg2+，除去部分Ca2+，濾渣Ⅱ中含Mg（OH）2、Ca（OH）2；加入過(guò)量H2C2O4，易發(fā)生Ba2++H2C2O4═BaC2O4↓+2H+，產(chǎn)品的產(chǎn)量減少。