Question

【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(含90%的Al，还含有少量的Fe、Mg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 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__________。通入足量二氧化碳发生的反应的离子方程式___________________________。

(3)沉淀B为_____(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·mol－1)

Answer 1

【答案】d 2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑ AlO2－＋2H2O+CO2= Al(OH)3 ↓＋HCO3－ 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Fe、Mg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Fe、Mg（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AlO2－＋2H2O+CO2= Al(OH)3 ↓＋HCO3－，

故答案为：2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑；AlO2－＋2H2O+CO2= Al(OH)3 ↓＋HCO3－；

(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(溶B)和氢氧化铝(沉淀B)，溶液B为NaHCO3溶液；

故答案为：Al(OH)3；NaHCO3；

(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%。