Question

明礬石的組成和明礬相似，此外還含有Al₂O₃和少量的Fe₂O₃等雜質(zhì)，它是制取鉀肥和冶煉鋁的重 要原料，其步驟如下：

回答下列問題：
（1）明礬石加入足量的稀氨水中浸出時發(fā)生反應的離子方程式為

 

（2）沉淀物A中除含有Fe₂O₃外，還含有

 

、

 

．
（3）操作①的名稱為

 

、冷卻結晶、過濾．
（4）用14mol?L^-1的濃氨水配制480mL 2mol?L^?1稀氨水：
①所用的容量瓶規(guī)格是

 

．②稀釋濃氨水用的燒杯和玻璃棒如何洗滌？

 

③下列操作對所配制的稀氨水濃度的影響（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）
a．洗滌后的容量瓶中有少量蒸餾水：

 

．
b．濃氨水量取后，所用的量筒用蒸餾水洗滌2?3次，并將洗滌液轉(zhuǎn)入容量瓶中：

 

．
（5）確定鉀氮復合肥中含有鉀元素的方法是

 

．
（6）為測定鉀氮復合肥中氮元素的質(zhì)量分數(shù)，稱取mg鉀氮復合肥，加入足量的NaOH濃溶液加熱，使產(chǎn)生的氣體全部逸出，收集到的氨氣折箅成標準狀況下的體積為V mL．則鉀氮復合肥中氮元素的質(zhì)量分數(shù)為

 

（用含m、V的代數(shù)式表示）．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題

分析：明礬石含有Al₂O₃和少量的Fe₂O₃等雜質(zhì)，加足量的稀氨水，明礬石中的鋁離子與氨水反應，過濾后沉淀A中含Al₂O₃、Fe₂O₃、Al（OH）₃，溶液中含鉀離子、硫酸根離子，操作①為蒸發(fā)結晶得到硫酸鉀、硫酸銨晶體，Al₂O₃、Fe₂O₃、Al（OH）₃中加入氫氧化鈉，Al₂O₃、Fe₂O₃與氫氧化鈉不反應，氫氧化鋁與氫氧化鈉反應Al（OH）₃+NaOH═NaAlO₂+2H₂O，沉淀B為Al₂O₃、Fe₂O₃，濾液為NaAlO₂溶液，通入足量的二氧化碳，NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃；氫氧化鋁加熱得到氧化鋁，氧化鋁電解得到鋁．
（1）明礬石加入足量的稀氨水中浸出時鋁離子會和氨水之間反應生成氫氧化鋁；
（2）Al₂O₃和Fe₂O₃、Al（OH）₃都和氨水之間不反應；
（3）溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾可以得到其晶體物質(zhì)；
（4）①配制480mL溶液，應選擇500mL容量瓶；②根據(jù)洗滌儀器的方法來進行；③根據(jù)c=

n

V

來確定引起的誤差；
（5）確定鉀氮復合肥中含有鉀元素的方法是焰色反應；
（6）根據(jù)元素守恒來計算，鉀氮復合肥中氮元索的物質(zhì)的量等于氨氣的物質(zhì)的量；

解答： 解：明礬石含有Al₂O₃和少量的Fe₂O₃等雜質(zhì)，加足量的稀氨水，明礬石中的鋁離子與氨水反應，過濾后沉淀A中含Al₂O₃、Fe₂O₃、Al（OH）₃，溶液中含鉀離子、硫酸根離子，操作①為蒸發(fā)結晶得到硫酸鉀、硫酸銨晶體，Al₂O₃、Fe₂O₃，Al₂O₃、Fe₂O₃、Al（OH）₃中加入氫氧化鈉，Al₂O₃、Fe₂O₃與氫氧化鈉不反應，氫氧化鋁與氫氧化鈉反應Al（OH）₃+NaOH═NaAlO₂+2H₂O，沉淀B為Al₂O₃、Fe₂O₃，濾液為NaAlO₂溶液，通入足量的二氧化碳，NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃；氫氧化鋁加熱得到氧化鋁，氧化鋁電解得到鋁．
（1）明礬石加入足量的稀氨水中浸出時發(fā)生反應的離子方程式為Al³⁺+3NH₃．H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案為：Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（2）雜質(zhì)均不溶于氨水，鋁離子與氨水反應生成沉淀，沉淀A中含Al₂O₃、Fe₂O₃、Al（OH）₃，
故答案為：Al₂O₃；Al（OH）₃；
（3）由上述分析可知，操作1為蒸發(fā)濃縮結晶得到硫酸鉀晶體，
故答案為：蒸發(fā)濃縮；
（4）①配制480mL溶液，應選擇500mL容量瓶，
故答案為：500mL容量瓶；
②稀釋濃氨水用的燒杯和玻璃棒的洗滌方法：適量的蒸餾水沿著玻璃棒注入燒杯中，傾斜轉(zhuǎn)動燒杯，洗滌燒杯內(nèi)壁后將洗滌液轉(zhuǎn)入容量瓶中，重復操作2～3次，
故答案為：取適量蒸餾水沿玻璃棒注入燒杯中，傾斜轉(zhuǎn)動燒杯，洗滌燒杯內(nèi)壁后將洗滌液轉(zhuǎn)入容量瓶中，重復操作2～3次；
③a、定容時需加水，洗滌后的容量瓶中有少量蒸餾水，不會影響實驗結果，
故答案為：無影響；
b、用量筒量取濃氨水后，用蒸餾水洗滌量筒并轉(zhuǎn)移至容量瓶中，溶質(zhì)增多，濃度偏大，
故答案為：偏大；
（5）確定鉀氮復合肥中含有鉀元素的方法是焰色反應，透過藍色鈷玻璃觀察到紫色火焰，則含鉀元素，
故答案為：焰色反應；
（6）足量的NaOH濃溶液加熱，使產(chǎn)生的氣體全部逸出，收集到的氨氣折箅成標準狀況下的體積為VmL，根據(jù)N元素守恒，則鉀氮復合肥中氮元索的物質(zhì)的量為

V×10-3

22.4

mol，所以鉀氮復合肥中氮元索的質(zhì)量分數(shù)為

V×10-3×14

22.4m

×100%=

7V

112m

%，
故答案為：

7V

112m

%．

點評：本題考查較綜合，涉及物質(zhì)制備實驗方案的設計及溶液配制，把握實驗流程中發(fā)生的反應及分離方法為解答的關鍵，側重分析能力及遷移應用能力的考查，題目難度中等．