Question

18．明礬[KAl（SO₄）₂]是一復(fù)鹽，在造紙等方面應(yīng)用廣泛．某興趣小組采用10.0g廢易拉罐（含90%的Al，還含有少量的Fe、Mg等雜志）制備明礬的實(shí)驗(yàn)方案如圖1：

（1）試劑①應(yīng)選用d（填代號）．
a．鹽酸b．H₂SO₄溶液c．氧水d．NaOH溶液
（2）易拉罐溶解過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑．
（3）溶液B中溶質(zhì)的主要成分為NaHCO₃（填化學(xué)式）．
（4）從溶液C中得到明礬的實(shí)驗(yàn)操作步驟為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶（填操作名稱）、過濾、洗滌、干燥．如圖2所示，蒸發(fā)操作中的一處錯(cuò)誤是蒸發(fā)不能使用坩堝．
（5）該小組在實(shí)驗(yàn)完成之后，得到118.5g明礬，則明礬的回收率為75%．（已知：明礬的摩爾質(zhì)量為474g•mol^-1）

Answer 1

分析 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（溶液A），并通過過濾除去Fe、Mg（沉淀A）等雜質(zhì)，濾液中通入CO₂溶液后，后生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，通過過濾得到碳酸氫鈉溶液（溶B）和氫氧化鋁（沉淀B），過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，據(jù)此分析解答．

解答 解：（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↑；
故答案為：2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑；
（3）根據(jù)分析可知，偏鋁酸鈉溶液中通入CO₂溶液后，后生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，通過過濾得到碳酸氫鈉溶液（溶B）和氫氧化鋁（沉淀B），溶液B為NaHCO₃溶液；
故答案為：NaHCO₃；
（4）硫酸鋁溶液中添加K₂SO₄溶液后蒸發(fā)濃縮并冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到晶體明礬；蒸發(fā)不能使用坩堝；
故答案為：冷卻結(jié)晶；蒸發(fā)不能使用坩堝；
（2）根據(jù)鋁元素守恒，Al′～KAl（SO₄）₂•12H₂O，理論上可得到明礬的質(zhì)量為：$\frac{10g×90%×474}{27}$=158g，則明礬的回收率為$\frac{118.5}{158}×100%$=75%；
故答案為：75%．

點(diǎn)評 本題考查了制備方案的設(shè)計(jì)，題目難度中等，根據(jù)制備流程明確實(shí)驗(yàn)原理為解答關(guān)鍵，注意熟練掌握常見元素及其化合物性質(zhì)，明確常見化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>