Question

明礬石中除含有明礬[KAl（SO₄）₂?12H₂O]外，還含有Al₂O₃、Fe₂O₃雜質．某化學小組模擬化工流程用明礬石制取鉀氮混合肥和氫氧化鋁，其步驟如下：

回答下列問題：
（1）操作①～④中都需要用到的玻璃儀器是

 

（填字母）．
a．酒精燈     b．漏斗     c．容量瓶
（2）由固體C得到溶液D時發(fā)生反應的離子方程式是

 

．
（3）下列說法正確的是

 

（填字母）．
a．向鉀氮復合肥中加入足量的NaOH濃溶液，加熱，生成的氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍
b．工業(yè)上用電解氫氧化鋁的方法制備金屬鋁
c．溶液D中一定含有的離子是Na⁺、AlO₂^-
（4）明礬石中鋁元素的質量分數(shù)是

 

．

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用,探究物質的組成或測量物質的含量,制備實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：明礬石含有Al₂O₃和Fe₂O₃等雜質，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C中含Al₂O₃、Fe₂O₃、Al（OH）₃，溶液A中含鉀離子、硫酸根離子，操作②為蒸發(fā)結晶、過濾得到硫酸鉀、硫酸銨晶體，Al₂O₃、Fe₂O₃、Al（OH）₃中加入氫氧化鈉，F(xiàn)e₂O₃與氫氧化鈉不反應，Al₂O₃、氫氧化鋁與氫氧化鈉反應Al（OH）₃+NaOH═NaAlO₂+2H₂O，Al₂O₃+2NaOH═2NaAlO₂+H₂O，濾液為NaAlO₂溶液，通入足量的二氧化碳，NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃；③④為過濾操作，溶液E中含有NaHCO₃，以此解答該題．

解答： 解：明礬石含有Al₂O₃和Fe₂O₃等雜質，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C中含Al₂O₃、Fe₂O₃、Al（OH）₃，溶液A中含鉀離子、硫酸根離子，操作②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，F(xiàn)e₂O₃與氫氧化鈉不反應，Al₂O₃、氫氧化鋁與氫氧化鈉反應Al（OH）₃+NaOH═NaAlO₂+2H₂O，Al₂O₃+2NaOH═2NaAlO₂+H₂O，濾液為NaAlO₂溶液，通入足量的二氧化碳，NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃；③④為過濾操作，溶液E中含有NaHCO₃，
（1）操作①～④都為過濾，需要漏斗，故答案為：b；
（2）固體C含有Al₂O₃、Al（OH）₃，都為兩性化合物，可與氫氧化鈉反應，反應的離子方程式分別為Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+H₂O、Al₂O₃+2OH^-═2 AlO₂^-+H₂O，
故答案為：Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+H₂O、Al₂O₃+2OH^-═2 AlO₂^-+H₂O；
（3）a．向鉀氮復合肥中含有銨根離子，加入足量的NaOH濃溶液，加熱，可生成氨氣，能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，故正確；
b．工業(yè)上用電解氧化鋁的方法制備金屬鋁，故錯誤；
c．試劑a為強堿，可能為氫氧化鈉，也可能為KOH等則溶液D中不一定一定含有Na⁺，故錯誤．
故答案為：a；
（4）明礬石中的Al元素全部轉化為Al（OH）₃，則m（Al）=

11.7g

78g/mol

×27g/mol=4.05g，
ω（Al）=

4.05g

15g

×100%=27%，
故答案為：27%．

點評：本題考查較綜合，涉及物質制備實驗方案的設計及分離、提純，為高頻考點，側重于學生的分析、實驗和計算能力的考查，把握實驗流程中發(fā)生的反應及分離方法為解答的關鍵，題目難度中等．