Question

【题目】Ⅰ．KAl(SO4)2·12H2O(明矾)是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中， 采用废易拉罐(主要成分为 Al，含有少量的 Fe、Mg 杂质)制备明矾的过程如下图所示。 回答下列问题：

(1)为尽量少引入杂质，试剂①应选用______________(填标号)。

a．HCl 溶液 b．H2SO4 溶液 c．氨水 d．NaOH 溶液

(2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为_________________________。

(3)沉淀 B 的化学式为______________________

II．毒重石的主要成分 BaCO3(含 Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质)，实验室利用毒重石制备BaCl2·2H2O 的流程如下:

(4)毒重石用盐酸浸取前需充分研磨，目的是_________________________________。

	Ca2+	Mg2+	Fe3+
开始沉淀时的pH	11.9	9.1	1.9
完全沉淀时的pH	13.9	11.1	3.2

(5)滤渣Ⅱ中含 (填化学式)。加入 H2C2O4 时应避免过量，原因是_________________________________。已知：Ksp(BaC2O4) =1.6×10-7， Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9

Answer 1

【答案】d 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ Al(OH)3 增 大 接 触 面 积 从 而 使 反 应 速 率 加 快 Mg(OH)2、Ca(OH)2H2C2O4 过量会导致生成 BaC2O4 沉淀，产品的产量减少

【解析】

本题主要考查物质的制备实验与化学工艺流程。

I.（1）由易拉罐制备明矾，则需要通过相应的操作除去Fe、Mg，根据金属单质的性质可选择强碱性溶液；

（2）根据（1）中选择的试剂写出相关化学方程式；

（3）Al在第一步反应中生成AlO2-，在第二步中加入了NH4HCO3，NH4+和HCO3-均能促进AlO2-水解生成Al(OH)3沉淀；

II.浸取过程中碳酸钡和稀盐酸反应生成氯化钡，再加入NH3·H2O调节pH至8，由表中数据可知，滤渣I为Fe(OH)3，再将滤液调节pH至12.5，由表中数据可知，滤渣II为Mg(OH)2和少量Ca(OH)2，再加入H2C2O4，可除去Ca2+，再进行后续操作制备出BaCl2·2H2O，据此分析作答。

（1）根据铝能溶解在强酸和强碱性溶液，而铁和镁只能溶解在强酸性溶液中的性质差异，可选择NaOH溶液溶解易拉罐，可除去含有的铁、镁等杂质，故选d项；

（2）铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，发生反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；

（3）滤液中加入NH4HCO3溶液后，电离出的NH4+和HCO3-均能促进AlO2-水解，反应式为NH4＋＋AlO2－＋2H2O=Al(OH)3＋NH3·H2O，生成Al(OH)3沉淀。

Ⅱ、（4）毒重石用盐酸浸取前研磨将块状固体变成粉末状，可以增大反应物的接触面积从而使反应速率加快；

（5）根据流程图和表中数据分析加入NH3·H2O调节pH至8，由表中数据可知，可除去Fe3+，滤渣I为Fe(OH)3，再将滤液调节pH至12.5，由表中数据可知，可完全除去Mg2+，部分Ca2+会沉淀，滤渣II为Mg(OH)2和少量Ca(OH)2，再加入H2C2O4，可除去Ca2+，若加入过量的H2C2O4，易发生Ba2＋＋H2C2O4=BaC2O4＋2H＋产生BaC2O4沉淀，导致产品的产量减少。