题目内容
如图是用明矾[KAl（SO4）2?12H2O]为主要原料制取Al2（SO4）3和K2SO4的操作步骤流程图（图中省略了沉淀物的洗涤操作）分析图中圆括号内应填入何种试剂，使用何种分离方法，并回答下列问题．
（1）试剂a是
分离方法①是
（2）用离子方程式表示下列转化过程：明矾溶液+a→A+B：
D+E：
（3）若不考虑上述各步操作中的损耗，在理论上，158g明矾最多可制得Al2（SO4）3?18H2O
（1）试剂a是
氨水
氨水
，b是稀硫酸
稀硫酸
，c是氢氧化钾
氢氧化钾
，分离方法①是
过滤
过滤
，②是结晶
结晶
，③是加热
加热
．（2）用离子方程式表示下列转化过程：明矾溶液+a→A+B：
Al3++3NH3?H2O=Al（OH）3↓+3NH4+
Al3++3NH3?H2O=Al（OH）3↓+3NH4+
．B+c| 加热 |
NH4++OH-
NH3↑+H2O
NH3↑+H2ONH4++OH- NH3↑+H2O
． NH3↑+H2O（3）若不考虑上述各步操作中的损耗，在理论上，158g明矾最多可制得Al2（SO4）3?18H2O
111
111
g，至少可制得K2SO4115
115
g．分析：（1）根据题目要求和操作步骤流程图，可以判断：分离Al元素应选用的试剂为弱碱溶液即氨水，生成产物分别为氢氧化铝和硫酸铵，所以A为氢氧化铝沉淀，B为硫酸铵；加入b与氢氧化铝沉淀反应生成硫酸铝，说明b为稀硫酸；在硫酸铵中加入c生成气体同时后面有硫酸钾生成，所以c为氢氧化钾，气体E应为氨气；
操作①是分离固体和液体混合物所以是过滤；操作②从溶液中提取溶质，所以是结晶；操作③是使氨气挥发所以是加热；
（2）根据反应物和生成物写出离子方程式；
（3）若按上述操作不考虑损耗在理论上158 g明矾物质的量为0.33 mol，根据Al元素守恒，最多可制得Al2（SO4）3?18H2O为0.167 mol，质量为111 g；根据电荷守恒和元素守恒可以判断至少可制得K2SO4物质的量为0.66 mol，质量为115 g．
操作①是分离固体和液体混合物所以是过滤；操作②从溶液中提取溶质，所以是结晶；操作③是使氨气挥发所以是加热；
（2）根据反应物和生成物写出离子方程式；
（3）若按上述操作不考虑损耗在理论上158 g明矾物质的量为0.33 mol，根据Al元素守恒，最多可制得Al2（SO4）3?18H2O为0.167 mol，质量为111 g；根据电荷守恒和元素守恒可以判断至少可制得K2SO4物质的量为0.66 mol，质量为115 g．
解答：解：（1）根据题目要求和操作步骤流程图，可以判断：分离Al元素应选用的试剂为弱碱溶液即氨水，生成产物分别为氢氧化铝和硫酸铵，所以A为氢氧化铝沉淀，B为硫酸铵；加入b与氢氧化铝沉淀反应生成硫酸铝，说明b为稀硫酸；在硫酸铵中加入c生成气体同时后面有硫酸钾生成，所以c为氢氧化钾，气体E应为氨气；
操作①是分离固体和液体混合物所以是过滤；操作②从溶液中提取溶质，所以是结晶；操作③是使氨气挥发所以是加热；
故答案为：氨水； 稀硫酸； 氢氧化钾； 过滤； 结晶； 加热；
（2）明矾溶液和氨水反应生成氢氧化铝沉淀和硫酸铵，离子方程式为：Al3++3NH3?H2O=Al（OH）3↓+3NH4+；B+c
D+E是硫酸铵与氢氧化钾反应生成硫酸钾和氨气、水，其离子方程式为：NH4++OH-
NH3↑+H2O；故答案为：Al3++3NH3?H2O=Al（OH）3↓+3NH4+；NH4++OH-
NH3↑+H2O；
（3）若按上述操作不考虑损耗在理论上158 g明矾物质的量为：
=0.33 mol，根据Al元素守恒，最多可制得Al2（SO4）3?18H2O为0.33 mol×
=0.167 mol，质量为：0.167 mol×666g/mol=111 g；
根据电荷守恒和元素守恒可以判断：KAl（SO4）2
，所以K2SO4物质的量为明矾的2倍为0.66 mol，其质量为174g/mo×0.66 mol=115 g；故答案为：111；115．
操作①是分离固体和液体混合物所以是过滤；操作②从溶液中提取溶质，所以是结晶；操作③是使氨气挥发所以是加热；
故答案为：氨水； 稀硫酸； 氢氧化钾； 过滤； 结晶； 加热；
（2）明矾溶液和氨水反应生成氢氧化铝沉淀和硫酸铵，离子方程式为：Al3++3NH3?H2O=Al（OH）3↓+3NH4+；B+c
| 加热 |
| ||
| ||
（3）若按上述操作不考虑损耗在理论上158 g明矾物质的量为：
| 158g |
| 474g/mol |
| 1 |
| 2 |
根据电荷守恒和元素守恒可以判断：KAl（SO4）2
| 氨水 |
|
| KOH |
|
点评：本题考查学生对工艺流程的理解、物质的判断、实验操作、离子方程式的书写、实验方案设计等，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力，题目难度中等．
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