题目内容
【题目】生活中常用的净水剂KAl(SO4)2·12H2O(明矾)是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐( 主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质)制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题:
（1）为尽量少引入杂质,试剂①应选用__________ (填标号)。
A．HCl溶液 B．H2SO4 溶液 C．氨水 D．NaOH溶液
（2）沉淀B的化学式为______________；将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是_________________________________ (用离子方程式表示)。
（3）科学研究证明NaAlO2 在水溶液中实际上是Na[Al(OH)4](四羟基合铝酸钠)，易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为_______________________________________。
（4）常温下，等pH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】D Al(OH)3 Al3++3H2O
Al(OH)3+3H+ 2A1+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4] +3H2↑ 11
【解析】
根据铝能和碱反应，生成偏铝酸盐，要制取明矾KAl(SO4)2·12H2O，围绕明矾的成分，选择加入的试剂；根据NaAlO2溶液中水的电离被促进，而NaOH溶液中水的电离受抑制进行分析；
(1)易拉罐主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质，Al可以与强碱反应，Fe、Mg不能与碱反应，故制备明矾KAl(SO4)2·12H2O时可选用强碱NaOH溶解易拉罐，故选试剂D。
(2)滤液A主要成分为NaAlO2，加入NH4HCO3，二者发生反应，2AlO2-+NH4++HCO3-+3H2O=2Al(OH)3↓+NH3·H2O+CO32-，所以沉淀B为Al(OH)3；将少量明矾溶于水，A13+水解发生反应：Al3++3H2OAl(OH)3+3H+，产生H+，所以溶液呈弱酸性；
答案：Al(OH)3；Al3++3H2OAl(OH)3+3H+。
(3)易拉罐溶解过程中主要发生Al与NaOH溶液的反应生成NaAlO2和氢气，2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，若NaAlO2表示为Na[Al(OH)4],则上述方程式表示为:2Al+2NaO+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑;答案：2Al+2NaO+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑；
(4)NaAlO2为强碱弱酸盐，在溶液中会发生水解，促进了水的电离，而NaOH属于强碱，溶液中电离出OH-,使水的电离受到抑制。设两溶液的pH=a则NaAlO2溶液中水电离出的c(OH-)=10-(14-a)mol·L-1，NaOH溶液中水电离出的c(OH-)=c(H+)=10-amol·L-1;由已知
=108，解得a=11；答案：11。
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