题目内容
【题目】KAl(SO4)2·12H2O(明矾)是一种复盐，应用广泛。采用废易拉罐(主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质)制备明矾的过程如图15所示。请回答下列问题：
（1）请写出Al3+的结构示意图：______________________。
（2）试剂①最好选用___________(填序号)。写出A溶解的化学方程式：_________________________。
A．HCl溶液 B．H2SO4溶液 C．NaOH溶液 D．氨水
（3）写出滤液A到沉淀B的离子方程式：______________________；室温下，Al(OH)3
AlO2-+H++H2O K=2.0×10-13,H2CO3的Ka1=1×10-7，Ka2=4×10-11,计算滤液A到沉淀B的平衡常数 K=___________。
（4）写出由溶液C得到产物的操作：__________________________________。
（5）常温下，pH值相等的NaAlO2和NaOH两份溶液中，由水电离出的c(OH-)前者为后者的108倍，则两种溶液的pH=___________。
【答案】
C2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑AlO2-+HCO3-+H2O=Al(OH)3↓+CO32-200蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥11
【解析】
由制备流程可以知道，废易拉罐的主要成分为主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质，试剂①为NaOH，Fe、Mg不反应，只发生2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，过滤后，滤液含NaAlO2，与碳酸氢氨反应生成氢氧化铝沉淀，B为Al(OH)3，最后加硫酸、硫酸钾得到明矾，以此来解答。
（1）Al3+核 电 核 数 为13，核外电子数为10，结构示意图为：
，
因此，本题正确答案是：；
(2) Fe、Mg与强碱不反应，而Al与NaOH溶液反应，则为尽量少引入杂质，试剂①应选用NaOH，易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，
因此，本题正确答案是：C；2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；
(3)由上述分析可以知道，沉淀B为Al(OH)3，碳酸氢根离子酸性强于偏铝酸，则滤液A到沉淀B的离子方程式：AlO2-+HCO3-+H2O=Al(OH)3↓+CO32-，平衡常数 K=
=
=
=
=200，
因此，本题正确答案是：200；
（4）由溶液C得到明矾的操作：蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥，
因此，本题正确答案是：蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥；
(5)NaAlO2溶液中水的电离受到促进，而NaOH溶液中水的电离受到抑制。设两种溶液的pH＝a，NaAlO2溶液中水电离出的c(OH－)为10a－14mol·L－1，NaOH溶液中水电离出的c(OH－)为10－amol·L－1，由10a-14＝108×10-a，得a＝11。
因此，本题正确答案是：11。
