题目内容
以明矾石[主要成分为K2SO4?Al2（SO4）3?2A12O3?6H2O]为原料生产硫酸铝晶体[Al2（SO4）3?18H2O]和明矾[KAl（SO4）2?12H2O]的实验流程如图所示：
两种不同形态的氧化铝的部分性质如表：
Al2（SO4）3、明矾在不同温度下的溶解度如表：
（1）“焙烧”温度过高，会导致硫酸铝晶体产量降低，其原因是 ．
（2）从“母液”制备硫酸铝晶体的实验步骤为：① ；② ；③过滤、洗涤、干燥．
（3）测定硫酸铝晶体样品中Al2（SO4）3?18H2O质量分数的实验步骤为（EDTA分别能与Al3+或Pb2+以物质的量之比1：1进行反应）：
步骤1：准确称取硫酸铝晶体样品mg，溶于25mL水中．
步骤2：加入c1mol?L-1 EDTA溶液V1mL（过量），煮沸、冷却，稀释至100mL．
步骤3：取25.00mL上述稀释液，滴加指示剂，用c2mol?L-1 Pb（NO3）2标准溶液滴定过量的EDTA溶液，达到终点时消耗V2mL Pb（NO3）2标准溶液．
①步骤2中“稀释至100mL”时，需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、量筒、 ．
②根据上述数据计算，该样品中Al2（SO4）3?18H2O的质量分数为 ．（用含字母的代数式表示）．
（4）铝的阳极氧化法是把铝作为阳极，置于硫酸等电解液中，施加阳极电压进行电解，在铝的表面形成一层致密的氧化膜．
①电解过程中阳极的电极反应为 ．
②取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是 ．（用离子方程式表示）
两种不同形态的氧化铝的部分性质如表：
| 物质 | α-Al2O3 | γ-Al2O3 |
| 性质 | 不溶于水和酸 | 不溶于水，溶于强酸或强碱，加热至1200℃可转化为α-Al2O3 |
| 温度/℃ 溶解度/g | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
| Al2（SO4）3 | 31.2 | 36.4 | 46.1 | 59.2 | 73.0 | 89.0 |
| 明矾 | 3.0 | 5.9 | 11.7 | 25 | 71 | 154 |
（2）从“母液”制备硫酸铝晶体的实验步骤为：①
（3）测定硫酸铝晶体样品中Al2（SO4）3?18H2O质量分数的实验步骤为（EDTA分别能与Al3+或Pb2+以物质的量之比1：1进行反应）：
步骤1：准确称取硫酸铝晶体样品mg，溶于25mL水中．
步骤2：加入c1mol?L-1 EDTA溶液V1mL（过量），煮沸、冷却，稀释至100mL．
步骤3：取25.00mL上述稀释液，滴加指示剂，用c2mol?L-1 Pb（NO3）2标准溶液滴定过量的EDTA溶液，达到终点时消耗V2mL Pb（NO3）2标准溶液．
①步骤2中“稀释至100mL”时，需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、量筒、
②根据上述数据计算，该样品中Al2（SO4）3?18H2O的质量分数为
（4）铝的阳极氧化法是把铝作为阳极，置于硫酸等电解液中，施加阳极电压进行电解，在铝的表面形成一层致密的氧化膜．
①电解过程中阳极的电极反应为
②取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是
考点：制备实验方案的设计,电解原理,物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用
专题：实验设计题
分析：（1）温度过高导致γ-A12O3转化为难溶于硫酸的α-Al2O3；
（2）根据从溶液中制取晶体的步骤来分析；
（3）①根据仪器的作用选取仪器；
②根据硝酸铅的物质的量计算参加反应的EDTA的物质的量，再根据剩余EDTA的物质的量计算参加反应的铝离子的物质的量，根据质量分数公式计算其质量分数；
（4）①铝的阳极氧化法是把铝作为阳极，Al失电子生成氧化铝；
②铝离子与HCO3-发生相互促进的水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳．
（2）根据从溶液中制取晶体的步骤来分析；
（3）①根据仪器的作用选取仪器；
②根据硝酸铅的物质的量计算参加反应的EDTA的物质的量，再根据剩余EDTA的物质的量计算参加反应的铝离子的物质的量，根据质量分数公式计算其质量分数；
（4）①铝的阳极氧化法是把铝作为阳极，Al失电子生成氧化铝；
②铝离子与HCO3-发生相互促进的水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳．
解答：
解：（1）加热至1200℃γ-A12O3可转化为α-Al2O3，γ-A12O3不溶于水和酸，则“焙烧”温度过高，γ-A12O3转化为难溶于硫酸的α-Al2O3，会导致硫酸铝晶体产量降低，
故答案为：γ-A12O3转化为难溶于硫酸的α-Al2O3；
（2）从溶液中制取硫酸铝晶体时要经过蒸发浓缩溶液、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；
（3）①配制一定物质的量浓度的溶液时，用100mL容量瓶配制溶液，用胶头滴管定容，故答案为：100 mL容量瓶、胶头滴管；
②硝酸铅和EDTA反应时需要EDTA的物质的量=10-3C2V2mol，那么100mL溶液中EDTA的物质的量=4×10-3C2V2mol，则和铝离子反应的EDTA的物质的量=10-3C1V1mol-4×10-3C2V2mol，EDTA和铝离子以1：1反应，所以铝离子的物质的量=10-3C1V1mol-4×10-3C2V2mol，Al2（SO4）3?18H2O的物质的量=0.5×（10-3C1V1mol-4×10-3C2V2mol），Al2（SO4）3?18H2O的质量=0.5×（10-3C1V1mol-4×10-3C2V2mol）×666g/mol=333（10-3C1V1-4×10-3C2V2）g，
其质量分数=
×100%，
故答案为：
×100%；
（4）①铝的阳极氧化法是把铝作为阳极，Al失电子生成氧化铝，则阳极的电极反应式为：2Al+3H2O-6e-═Al2O3+6H+；
故答案为：2Al+3H2O-6e-═Al2O3+6H+；
②铝离子与HCO3-发生相互促进的水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳，反应的离子方程式为Al3++3HCO3-═Al（OH）3↓+3CO2↑；
故答案为：Al3++3HCO3-═Al（OH）3↓+3CO2↑．
故答案为：γ-A12O3转化为难溶于硫酸的α-Al2O3；
（2）从溶液中制取硫酸铝晶体时要经过蒸发浓缩溶液、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；
（3）①配制一定物质的量浓度的溶液时，用100mL容量瓶配制溶液，用胶头滴管定容，故答案为：100 mL容量瓶、胶头滴管；
②硝酸铅和EDTA反应时需要EDTA的物质的量=10-3C2V2mol，那么100mL溶液中EDTA的物质的量=4×10-3C2V2mol，则和铝离子反应的EDTA的物质的量=10-3C1V1mol-4×10-3C2V2mol，EDTA和铝离子以1：1反应，所以铝离子的物质的量=10-3C1V1mol-4×10-3C2V2mol，Al2（SO4）3?18H2O的物质的量=0.5×（10-3C1V1mol-4×10-3C2V2mol），Al2（SO4）3?18H2O的质量=0.5×（10-3C1V1mol-4×10-3C2V2mol）×666g/mol=333（10-3C1V1-4×10-3C2V2）g，
其质量分数=
| 333(C1V1-4C2V2) |
| 1000m |
故答案为：
| 333(C1V1-4C2V2) |
| 1000m |
（4）①铝的阳极氧化法是把铝作为阳极，Al失电子生成氧化铝，则阳极的电极反应式为：2Al+3H2O-6e-═Al2O3+6H+；
故答案为：2Al+3H2O-6e-═Al2O3+6H+；
②铝离子与HCO3-发生相互促进的水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳，反应的离子方程式为Al3++3HCO3-═Al（OH）3↓+3CO2↑；
故答案为：Al3++3HCO3-═Al（OH）3↓+3CO2↑．
点评：本题以铝的化合物为载体考查了物质间的反应、物质的分离和提纯、滴定原理的应用、电解原理的应用等知识点，明确物质之间的反应是解本题关键，再结合原子守恒来分析解答，题目综合性较强，注意利用基础知识细心分析解答，难度中等．
练习册系列答案
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发生类似反应①的反应，试写出其中一种产物的结构简式
的同分异构体C的结构简式为
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