Question

利用廢舊鋁合金（主要成分：Al、Fe、Mg）易拉罐制備鉀明礬晶體[KAl（SO₄）₂?12H₂O，式量474]．制備步驟如下：
步驟1、鋁片的準(zhǔn)備
①去除易拉罐表面的漆膜：②用剪刀剪成小鋁片，稱2克備用
步驟2、鉀明礬的制備
方案一：
方案二：
相關(guān)信息如下：
①鉀明礬為正八面體晶型，有玻璃光澤，密度1.757g/cm³熔點(diǎn)92.5℃．64.5℃時(shí)失去9分子結(jié)晶水，200℃時(shí)失去12分子結(jié)晶水，溶于水，難溶于乙醇．
②相關(guān)物質(zhì)的溶解度：

物質(zhì)/溫度℃	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
K2SO4	7.4	9.2	11.1	12.97	14.8	16.6	18.7	19.8	21.4	22.4	24.1
Al2（SO4）3?18H2O	31.2	33.5	36.4	40.4	45.7	52.2	59.2	66.2	73.1	86.8	89.0
KAl（SO4）2?12H2O	3.0	4.0	5.9	8.4	11.7	17.0	24.8	40.0	71.0	109.0	154.0

請回答下列問題：
（1）下列方法不能去除易拉罐表面漆膜（主要成分為烴類化合物）的方法是

 

A．灼燒  B．飽和碳酸鈉溶液浸泡  C．砂紙打磨    D．有機(jī)溶荊浸泡
（2）方案一中的硫酸濃度不宜過稀也不宜過濃，原因是

 

；蒸發(fā)濃縮后的操作步驟是

 

、

 

、洗滌、干燥；干燥時(shí)應(yīng)控制溫度

 

．
（3）實(shí)際實(shí)驗(yàn)中往往采用方案二，寫出其可能的兩條理由

 

；方案二制備鉀明礬晶體時(shí)不再加入K₂SO₄飽和溶液的原因是

 

（用方程式表示）．
（4）下列關(guān)于抽濾的說法正確的是

 

．
A．該方法適用于所有固體與液體的分離
B．向布氏漏斗中轉(zhuǎn)移混合物時(shí)應(yīng)先用傾析法轉(zhuǎn)移溶液，開大水龍頭，待溶液快流盡時(shí)再轉(zhuǎn)移沉淀
C．抽濾中的吸濾瓶外表形狀與錐形瓶十分相似，但厚度要比錐形瓶要厚一些
D．安裝好儀器，將濾紙放入布氏漏斗內(nèi)，微開水龍頭，抽氣使濾紙緊貼在漏斗瓷板上
（5）最后得到鉀明礬晶體質(zhì)量為31.5g，產(chǎn)率為

 

．（保留3位有效數(shù)字）

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),鋁的化學(xué)性質(zhì)

專題：幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）易拉罐表面漆膜（主要成分為烴類化合物），根據(jù)烴類化合物的性質(zhì)分析；
（2）根據(jù)濃度對反應(yīng)速率的影響，以及濃硫酸使Al鈍化的性質(zhì)分析；從溶液中提取溶質(zhì)晶體的操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥；溫度在64.5℃時(shí)鉀明礬晶體會(huì)失去9分子結(jié)晶水；
（3）方案一加硫酸溶解時(shí)，Mg、Fe均轉(zhuǎn)化為易溶性的硫酸鹽，方案一中反應(yīng)速率較慢；K[Al（OH）₄]和H₂SO₄反應(yīng)會(huì)生成K₂SO₄；
（4）A．該方法適用于不溶性固體與液體的分離；
B．根據(jù)抽濾的操作分析；
C．抽濾時(shí)吸濾瓶中壓強(qiáng)較小，所以厚度要比錐形瓶要厚一些，防止被大氣壓壓壞；
D．安裝好儀器，將濾紙放入布氏漏斗內(nèi)，滴加蒸餾水使濾紙與漏斗連接緊密；
（5）根據(jù)鋁原子守恒計(jì)算出理論上2克鋁完全轉(zhuǎn)化為KAl（SO₄）₂?12H₂O的質(zhì)量，再用實(shí)際的鉀明礬晶體質(zhì)量除以理論值即得到產(chǎn)率．

解答： 解：（1）易拉罐表面漆膜（主要成分為烴類化合物），烴類化合物易燃燒、易溶于有機(jī)溶劑、易被砂紙打磨掉，所以為了去除易拉罐表面漆膜可以采用灼燒、砂紙打磨、有機(jī)溶荊浸泡等方法，烴類化合物難溶于飽和碳酸鈉溶液浸泡；
故答案為：B；
（2）濃度越大反應(yīng)速率越大，則硫酸濃度不能過稀，過稀反應(yīng)速率過慢，但是濃硫酸能使鋁鈍化，所以濃度也不能過高；從溶液中提取溶質(zhì)晶體的操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥；溫度在64.5℃時(shí)鉀明礬晶體會(huì)失去9分子結(jié)晶水，所以干燥晶體是時(shí)應(yīng)控制溫度64.5℃以下；
故答案為：硫酸濃度過稀反應(yīng)速率過慢，濃度過高會(huì)使鋁片鈍化；冷卻結(jié)晶；過濾；64.5℃以下；
（3）方案一加硫酸溶解時(shí)，Mg、Fe均轉(zhuǎn)化為易溶性的硫酸鹽，制備得到的所以鉀明礬晶體中含有較多的雜質(zhì)；鋁與稀硫酸的反應(yīng)速率較慢，所以方案一中反應(yīng)速率較慢；K[Al（OH）₄]和H₂SO₄反應(yīng)會(huì)生成K₂SO₄，其反應(yīng)的離子方程為：2K[Al（OH）₄]+4H₂SO₄=K₂SO₄+Al₂（SO₄）₃+8H₂O；
故答案為：；2K[Al（OH）₄]+4H₂SO₄=K₂SO₄+Al₂（SO₄）₃+8H₂O；
（4）A．該方法適用于不溶性固體與液體的分離，并不適用于所有的固體與液體的分離，故A錯(cuò)誤；
B．向布氏漏斗中轉(zhuǎn)移混合物時(shí)應(yīng)先用傾析法轉(zhuǎn)移溶液，然后開大水龍頭，使吸濾瓶中氣壓減小，加快過濾的速度，待溶液快流盡時(shí)再轉(zhuǎn)移沉淀，故B正確；
C．抽濾中的吸濾瓶外表形狀與錐形瓶十分相似，抽濾時(shí)吸濾瓶中壓強(qiáng)較小，所以厚度要比錐形瓶要厚一些，防止被大氣壓壓壞，故C正確；
D．安裝好儀器，將濾紙放入布氏漏斗內(nèi)，滴加蒸餾水使濾紙與漏斗連接緊密，向布氏漏斗中轉(zhuǎn)移混合物后，再開水龍頭，抽氣，故D錯(cuò)誤．
故答案為：BC；
（5）設(shè)2克鋁完全反應(yīng)生成的鉀明礬晶體質(zhì)量為xg；
 Al～～～～KAl（SO₄）₂?12H₂O
 27           474
 2g            xg
則x=

2g×474

27

=35.1g，
所以鉀明礬產(chǎn)率為

31.5g

35.1g

×100%=89.7%；
故答案為：89.7%．

點(diǎn)評：本題考查了物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，涉及實(shí)驗(yàn)方案評價(jià)、實(shí)驗(yàn)條件的選擇、離子方程式的書寫、抽濾實(shí)驗(yàn)操作、原子守恒在計(jì)算中的應(yīng)用等，題目難度中等，題目考查的知識(shí)點(diǎn)較多，側(cè)重于基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)用的考查和實(shí)驗(yàn)探究能力的考查．