Question

用芒硝（Na₂SO_{4 °}10H₂O）制備純堿、明礬銨[（NH₄）₂Al（SO₄）_2°12H₂O]的生產(chǎn)工藝流程如下圖：

（1）溶液C中的溶質(zhì)主要是_____________
（2）明礬銨的溶液呈_____性，明礬銨可用于凈水，用離子方程式說明其原理______________________
（3）過程Ⅰ中的反應(yīng)溫度不能超過40℃，其原因是______________________________
（4）運(yùn)用化學(xué)平衡原理解釋Na₂SO₄稍過量的原因                                              
（5）若將Al₂（SO₄）₃加入到A中會產(chǎn)生大量的沉淀和氣體,導(dǎo)致明礬銨的產(chǎn)量降低,請用離子方程式解釋產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是___________________________________________
（6）溶液E中的溶質(zhì)離子為__________________
（7）已知明礬銨的溶解度隨著溫度的升高而增大，過程Ⅱ中得到明礬銨的系列實(shí)驗(yàn)操作是:             、             、過濾、洗滌、干燥。

Answer 1

(1) NH₄HCO₃
（2）酸  Al³⁺  +  3H₂OAl(OH)₃  +  3H⁺
（3）NH₄HCO₃易受熱分解
（4）HCO₃^2—（aq）+  Na⁺（aq）NaHCO₃(s)，Na⁺濃度增大平衡向正反應(yīng)方向移
（5）Al³⁺ + 3HCO₃^2— =Al(OH)₃↓ +  3CO₂↑
（6）NH₄⁺  、SO₄^2—
（7）蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶

試題分析：該題為工業(yè)流程題，經(jīng)過一系列反應(yīng)，提純、結(jié)晶得到。（1）CO₂與氨水反應(yīng)生成NH₄HCO₃或(NH₄)₂CO₃；（2）由于Al³⁺ 與NH₄⁺水解使溶液呈現(xiàn)酸性，明礬銨可用于凈水，是因?yàn)殇X離子水解產(chǎn)生氫氧化鋁膠體所致，Al³⁺  +  3H₂OAl(OH)₃  +  3H⁺；（3）NH₄HCO₃易受熱分解，故反應(yīng)應(yīng)控制溫度；（4）在平衡體系中增加一種反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)正向進(jìn)行，提高另外反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率；（5）雙水解反應(yīng)；（6）A為(NH₄)₂SO₄和剩余的硫酸鹽和碳酸鹽，B主要為NH₄HSO₄，D主要為剩余的NH₄HSO₄、Al₂(SO₄)₃，E為(NH₄)₂SO₄；（7）明礬銨的溶解度隨著溫度的升高而增大，故采用降溫結(jié)晶的方法分離，因?yàn)V液濃度低，所以需要濃縮，方法為蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶（冷卻結(jié)晶）。