Question

【題目】生活中常用的凈水劑KAl(SO4)2·12H2O(明礬)是一種復(fù)鹽，在造紙等方面應(yīng)用廣泛。實驗室中，采用廢易拉罐( 主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質(zhì))制備明礬的過程如下圖所示。回答下列問題:

（1）為盡量少引入雜質(zhì),試劑①應(yīng)選用__________ (填標號)。

A．HCl溶液 B．H2SO4 溶液 C．氨水 D．NaOH溶液

（2）沉淀B的化學(xué)式為______________；將少量明礬溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是_________________________________ (用離子方程式表示)。

（3）科學(xué)研究證明NaAlO2 在水溶液中實際上是Na[Al(OH)4](四羥基合鋁酸鈉)，易拉罐溶解過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________。

（4）常溫下，等pH的NaAlO2 和NaOH兩份溶液中，由水電離出的c(OH-)前者為后者

的108倍，則兩種溶液的pH=__________。

Answer 1

【答案】D Al(OH)3 Al3++3H2OAl(OH)3+3H+ 2A1+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4] +3H2↑ 11

【解析】

根據(jù)鋁能和堿反應(yīng)，生成偏鋁酸鹽，要制取明礬KAl(SO4)2·12H2O，圍繞明礬的成分，選擇加入的試劑；根據(jù)NaAlO2溶液中水的電離被促進，而NaOH溶液中水的電離受抑制進行分析；

(1)易拉罐主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質(zhì)，Al可以與強堿反應(yīng)，Fe、Mg不能與堿反應(yīng)，故制備明礬KAl(SO4)2·12H2O時可選用強堿NaOH溶解易拉罐，故選試劑D。
(2)濾液A主要成分為NaAlO2，加入NH4HCO3，二者發(fā)生反應(yīng)，2AlO2-+NH4++HCO3-+3H2O=2Al(OH)3↓+NH3·H2O+CO32-，所以沉淀B為Al(OH)3；將少量明礬溶于水，A13+水解發(fā)生反應(yīng)：Al3++3H2OAl(OH)3+3H+，產(chǎn)生H+，所以溶液呈弱酸性；

答案：Al(OH)3；Al3++3H2OAl(OH)3+3H+。
(3)易拉罐溶解過程中主要發(fā)生Al與NaOH溶液的反應(yīng)生成NaAlO2和氫氣，2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，若NaAlO2表示為Na[Al(OH)4],則上述方程式表示為:2Al+2NaO+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑;答案：2Al+2NaO+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑；

(4)NaAlO2為強堿弱酸鹽，在溶液中會發(fā)生水解，促進了水的電離，而NaOH屬于強堿，溶液中電離出OH-,使水的電離受到抑制。設(shè)兩溶液的pH=a則NaAlO2溶液中水電離出的c(OH-)=10-(14-a)mol·L-1，NaOH溶液中水電離出的c(OH-)=c(H+)=10-amol·L-1;由已知=108，解得a=11；答案：11。