Question

明矾石的组成和明矾相似，此外还含有Al₂O₃和少量的Fe₂O₃等杂质，它是制取钾肥和冶炼铝的重 要原料，其步骤如图，回答下列问题：

（1）明矾石加人足量的稀氨水中浸出时发生反应的离子方程式为

 

（2）沉淀物A中除含有Fe₂Q₃外，还含有

 

、

 

．
（3）操作①的名称为

 

、冷却结晶、过滤．
（4）用14mol．L^-1的浓氨水配制480mL 2mol．L?¹稀氨水：
①所用的容量瓶规格是

 

．
②稀释浓氨水用的烧杯和玻璃棒如何洗涤？

 

③下列操作对所配制的稀氨水浓度的影响（填“偏大”、“偏小”或“无影响”
a．洗涤后的容量瓶中有少量蒸馏水：

 

．
b．浓氨水量取后，所用的量筒用蒸馏水洗涤2?3次，并将洗涤液转人容量瓶中：．
（5）确定钾氮复合肥中含有钾元素的方法是．
（6）为测定钾氮复合肥中氮元素的质量分数，称取mg钾氮复合肥，加人足量的NaOH浓溶液加热，使产生 的气体全部逸出，收集到的氨气折箅成标准状况下的体积为V mL．则钾氮复合肥中氮元索的质量分数为

 

（用含m、V的代数式表示）．

Answer 1

考点：金属的回收与环境、资源保护

专题：实验设计题,元素及其化合物

分析：含有Al₂O₃和少量的Fe₂O₃等杂质，加足量的稀氨水，明矾石中的铝离子与氨水反应，过滤后沉淀A中含Al₂O₃、Fe₂O₃、Al（OH）₃，溶液中含钾离子、硫酸根离子，则操作1为蒸发结晶得到硫酸钾晶体．
（1）明矾石加入足量的稀氨水中浸出时铝离子会和氨水之间反应；
（2）Al₂O₃和Fe₂O₃、Al（OH）₃都和氨水之间不反应；
（3）溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可以得到其晶体物质；
（4）配制480mL溶液，应选择500mL容量瓶；根据洗涤仪器的方法来进行；根据c=

n

V

来确定引起的误差；
（5）确定钾氮复合肥中含有钾元素的方法是焰色反应；
（6）根据元素守恒来计算．

解答： 解：含有Al₂O₃和少量的Fe₂O₃等杂质，加足量的稀氨水，明矾石中的铝离子与氨水反应，过滤后沉淀A中含Al₂O₃、Fe₂O₃、Al（OH）₃，溶液中含钾离子、硫酸根离子，则操作1为蒸发结晶得到硫酸钾晶体，
（1）明矾石加入足量的稀氨水中浸出时发生反应的离子方程式为Al³⁺+3NH₃．H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，故答案为：Al³⁺+3NH₃．H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（2）杂质均不溶于氨水，铝离子与氨水反应生成沉淀，沉淀A中含Al₂O₃、Fe₂O₃、Al（OH）₃，故答案为：Al₂O₃；Al（OH）₃；
（3）由上述分析可知，操作1为蒸发浓缩，故答案为：蒸发浓缩；
（4）①配制480mL溶液，应选择500mL容量瓶，故答案为：500mL容量瓶；
②稀释浓氨水用的烧杯和玻璃棒的洗涤方法：适量的蒸馏水沿着玻璃棒注入烧杯中，倾斜转动烧杯，洗涤烧杯内壁后将洗涤液转入容量瓶中，重复操作2-3次，故答案为：适量的蒸馏水沿着玻璃棒注入烧杯中，倾斜转动烧杯，洗涤烧杯内壁后将洗涤液转入容量瓶中，重复操作2-3次；
③a、洗涤后的容量瓶中有少量蒸馏水，不会影响实验结果，故答案为：无影响；
b、用量筒量取浓氨水后，用蒸馏水洗涤量筒并转移至容量瓶中，溶质增多，浓度偏大，故答案为：偏大，
（5）确定钾氮复合肥中含有钾元素的方法是焰色反应，透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰，则含钾元素，故答案为：焰色反应，透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰，则含钾元素．
（6）足量的NaOH浓溶液加热，使产生 的气体全部逸出，收集到的氨气折箅成标准状况下的体积为VmL，根据N元素守恒，则钾氮复合肥中氮元索的物质的量为

V×10-3

22.4

mol，所以钾氮复合肥中氮元索的质量分数为

V×10-3×14

22.4m

×100%=

7V

112m

%，故答案为：

7V

112m

%．

点评：本题考查较综合，涉及物质制备实验方案的设计及溶液配制，把握实验流程中发生的反应及分离方法为解答的关键，侧重分析能力及迁移应用能力的考查，题目难度中等．