Question

明礬石中除含有明礬[KAl（SO₄）₂?12H₂O]外，還含有Al₂O₃、Fe₂O₃雜質(zhì)．某化學(xué)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(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是

 

．
（3）下列說法正確的是

 

（填字母）．
a．向鉀氮復(fù)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(lán)
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(zhì)量分?jǐn)?shù)是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量,制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：明礬石含有Al₂O₃和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(yīng)，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(jié)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(yīng)，Al₂O₃、氫氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)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(zhì)，加足量的稀氨水，明礬石中的鋁離子與氨水反應(yīng)，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(jié)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(yīng)，Al₂O₃、氫氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)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(yīng)，反應(yīng)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(fù)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(lán)，故正確；
b．工業(yè)上用電解氧化鋁的方法制備金屬鋁，故錯(cuò)誤；
c．試劑a為強(qiáng)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(cuò)誤．
故答案為：a；
（4）明礬石中的Al元素全部轉(zhuǎn)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(diǎn)評：本題考查較綜合，涉及物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)及分離、提純，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析、實(shí)驗(yàn)和計(jì)算能力的考查，把握實(shí)驗(yàn)流程中發(fā)生的反應(yīng)及分離方法為解答的關(guān)鍵，題目難度中等．