题目内容
【题目】中医认为，明矾[KAl（SO4）2·12H2O]具有解毒杀虫，燥湿止痒，止血止泻，清热消痰的功效。实验室用废易拉罐（主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质）制取明矾的流程如下图所示。请回答下列问题：
(1)明矾溶于水后呈________性（填“酸”、“碱”或“中”）；其原因是______（用离子程式表示）。
(2)明矾溶于水后所得的溶液中各离子浓度由大到小的顺序是__________。
(3)向明矾溶液中逐滴加Ba（OH）2溶液至硫酸根离子刚好沉淀完全时，溶液的pH_____7（填“>”、“<”、“=”），离子反应总方程式为_________________
(4)为尽量少引入杂质，流程中的“试剂”应选用______________（填标号）。
A.NaCl溶液 B.KOH溶液 C.氨水 D.H2SO4溶液
(5)流程图中“沉淀”的化学式为_________________。
(6)已知：Kw=l.0×10-14，Al（OH）3
AlO2-+H++H2O，K=2.0×10-13：则Al（OH）3与NaOH溶液反应的平衡常数等于________________
【答案】酸 Al3++3H2O
Al(OH)3+3H+ c(SO42-)＞c(K+)＞c(Al3+)＞c(H+)＞c(OH-) ＞ Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-═2BaSO4↓+AlO2-+2H2O B Al(OH)3 20
【解析】
主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质的废易拉罐用浓KOH溶解，得到偏铝酸钾溶液，并通过过滤除去Fe、Mg等杂质，滤液中通入过量CO2气体，生成Al(OH)3沉淀，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。
(1)Al3+在溶液中能水解，则明矾溶于水后呈酸性，发生水解反应的离子方程式为Al3++3H2OAl(OH)3+3H+；
(2) 明矾[KAl(SO4)212H2O]溶于水发生电离KAl(SO4)2═K++Al3++2SO42-，其中铝离子要发生水解Al3++3H2OAl(OH)3+3H+，使溶液中的铝离子减少，氢离子增多，所以溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为c(SO42-)＞c(K+)＞c(Al3+)＞c(H+)＞c(OH-)；
(3) 明矾的电离方程式为：KAl(SO4)2═K++Al3++2SO42-，假设SO42-的物质的量为2mol，则明矾溶液中含有2molSO42-，1molAl3+，向明矾溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至SO42-刚好沉淀完全时，需要2molBa(OH)2，即加入的Ba2+为2mol，OH-为4mol，生成2molBaSO4，1molAl3+与4molOH-反应生成1molAlO2-，反应的离子方程式为Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-═2BaSO4↓+AlO2-+2H2O，反应后溶液呈碱性，pH＞7；
(4) 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KOH溶液溶解易拉罐，可除去含有的铁、镁等杂质，故答案为B；
(5)由流程分析可知，流程图中“沉淀”的化学式为Al(OH)3；
(6) 已知：Al(OH)3AlO2-+H++H2O①H2OH++OH-②，①-②可得Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O，则Al(OH)3溶于NaOH溶液反应的平衡常数=
=
=20。
