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【题目】明矾[KAl(SO4)2·12H2O]是一种复盐,在造纸等方面应用广泛。某兴趣小组采用10.0 g废易拉罐(90%Al,还含有少量的FeMg等杂质)制备明矾的实验方案如图1

(1)试剂①应选用________(填代号)

a.盐酸 bH2SO4溶液 c.氨水 dNaOH溶液

(2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为__________。通入足量二氧化碳发生的反应的离子方程式___________________________

(3)沉淀B_____(填化学式),溶液B中溶质的主要成分为________(填化学式)

(4)从溶液C中得到明矾的实验操作步骤为蒸发浓缩、________(填操作名称)、过滤、洗涤、干燥。如图2所示,蒸发操作中的一处错误是______________

(5)该小组在实验完成之后,得到118.5 g明矾,则明矾的回收率为________(已知:明矾的摩尔质量为474 g·mol1)

【答案】d 2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 AlO22H2O+CO2= Al(OH)3HCO3 Al(OH)3 NaHCO3 冷却结晶 蒸发不能使用坩埚,应使用蒸发皿 75%

【解析】

易拉罐的主要成分为Al,含有少量的FeMg杂质,可选择浓NaOH溶解,得到偏铝酸钠溶液(溶液A),并通过过滤除去FeMg(沉淀A)等杂质,滤液中通入CO2溶液后,后生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,通过过滤得到碳酸氢钠溶液(溶B)和氢氧化铝(沉淀B),过滤后将沉淀溶解在稀硫酸中,得到硫酸铝溶液,添加K2SO4溶液后蒸发浓缩并冷却结晶得到晶体明矾,据此分析解答。

(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;

故答案为:d

(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;通入足量二氧化碳发生的反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠,离子方程式AlO22H2O+CO2= Al(OH)3HCO3

故答案为:2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2AlO22H2O+CO2= Al(OH)3HCO3

(3)根据分析可知,偏铝酸钠溶液中通入CO2溶液后,后生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,通过过滤得到碳酸氢钠溶液(B)和氢氧化铝(沉淀B),溶液BNaHCO3溶液;

故答案为:Al(OH)3NaHCO3

(4)硫酸铝溶液中添加K2SO4溶液后蒸发浓缩并冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到晶体明矾;蒸发不能使用坩埚;

故答案为:冷却结晶;蒸发不能使用坩埚;

(5)根据铝元素守恒,AlKAl(SO4)212H2O,理论上可得到明矾的质量为:=158g,则明矾的回收率为×100%=75%

故答案为:75%

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