Question

【题目】某化学兴趣小组试利用镁铝合金废料（不含其它杂质）制备硫酸铝晶体，其实验流程如下：

（1）在镁铝合金中加入NaOH溶液，发生反应的化学方程式为_________，固体B的化学式________。

（2）向滤液中通入足量二氧化碳的离子方程式_______________

（3）操作Ⅱ包含的实验步骤有：________、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。

（4）若初始时称取的镁铝合金废料的质量为7.65 g，得到固体A的质量为3.6 g，硫酸铝晶体的质量为49.95 g（假设每一步的转化率均为100%）。计算所得硫酸铝晶体的化学式为______。

Answer 1

【答案】2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ Al(OH)3 CO2 + AlO2-+H2O=HCO3-+Al(OH)3↓ 蒸发浓缩 Al2(SO4)3·18H2O

【解析】

镁铝合金中加入NaOH溶液，金属铝完全溶解为NaAlO2溶液，金属镁不溶解，因此固体A为金属镁，过滤后得到NaAlO2溶液，向NaAlO2溶液中通入CO2，发生反应生成了Al(OH)3沉淀，即固体B为Al(OH)3，向Al(OH)3中加入稀硫酸，发生中和反应后生成了Al2(SO4)3，蒸发浓缩、冷却结晶后得到；硫酸铝晶体，据此分析作答。

（1）向镁铝合金中加入NaOH溶液，金属铝完全溶解为NaAlO2溶液，金属镁不溶解，发生的反应方程式为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，固体B为Al(OH)3；

（2）过滤后得到的滤液为NaAlO2溶液，向滤液中通入过量的CO2，反应生成了Al(OH)3沉淀和碳酸氢钠，离子方程式为：CO2 + AlO2-+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓；

（3）操作Ⅱ的步骤有蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；

（4）镁铝合金废料的质量为7.65 g，得到固体A(即镁)的质量为3.6 g，那么金属铝的质量为7.65-3.6=4.05g，其物质的量为0.15mol，根据铝原子守恒可得Al2(SO4)3的物质的量为0.075mol，硫酸铝晶体的的摩尔质量为=666g/mol，设硫酸铝晶体的分子式为Al2(SO4)3·nH2O，那么27×2+96×3+18n=666，解得n=18，因此硫酸铝晶体的化学式为Al2(SO4)3·18H2O。