Question

【題目】硫酸鋁是一種具有廣泛用途的重要化工產(chǎn)品，以高嶺土（含SiO2、A12O3、少量Fe2O3 等）為原料制備硫酸鋁晶體[Al2(SO4)3·18H2O]的實驗流程如圖所示。

回答以下問題

（1）高嶺土需進行粉粹，粉粹的目的是_____________________。

（2）濾渣1經(jīng)過處理可作為制備水玻璃（Na2SiO3水溶液）的原料，寫出濾渣1與燒堿溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________________。

（3）加入試劑除鐵前，濾液1中的陽離子除了Al3+、Fe3+外還有的陽離子是__________（填離子符號）。濾渣2主要成分為Fe(OH)3，由于條件控制不當，常使Fe(OH)3 中混有Al(OH)3影響其回收利用，用離子方程式表示除去A1(OH)3的原理____________________________________________。

（4）檢驗濾液2中是否含有Fe3+的實驗方法是（要求寫出實驗步驟和現(xiàn)象)：__________________。

（5）要從濾液2獲取硫酸鋁晶體需要經(jīng)過多步處理，其中從溶液中得到晶體的方法是__________（填標號）。

a．蒸發(fā)結(jié)晶 b．蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶

（6）某興趣小組為了測定晶體中Al2(SO4)3·18H2O(M=666g·mol-1)的質(zhì)量分數(shù)，進行如下實驗：

①準確稱取l.00g晶體樣品，溶于一定量水中；

②滴入0.100 mol·L-1 EDTA溶液，與Al3+反應(yīng)所消耗EDTA溶液的體積25.00 mL。 （已知：EDTA與Al3+以物質(zhì)的量之比1∶1反應(yīng)，假設(shè)雜質(zhì)不與EDTA反應(yīng)）則晶體中Al2(SO4)3·18H2O的質(zhì)量分數(shù)是__________；若樣品中的雜質(zhì)離子能與EDTA反應(yīng)，所測定質(zhì)量分數(shù)將會__________（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）。

Answer 1

【答案】 加大反應(yīng)接觸面積，加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)充分 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O H+ Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]- 取少量濾液2于試管中，滴加少量KSCN溶液，若溶液變?yōu)檠�紅色，則含有鐵離子，反之則無 B 83.25% 偏高

【解析】本題靠擦汗化學(xué)工藝流程，（1）粉碎高嶺土，增加與硫酸的接觸面積，加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)充分；（2）SiO2是酸性氧化物，不與硫酸反應(yīng)，氧化鋁是兩性氧化物，與硫酸反應(yīng)生成Al2(SO4)3，F(xiàn)e2O3是堿性氧化物，與硫酸反應(yīng)生成Fe2(SO4)3，因此濾渣1為SiO2，與燒堿反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O；(（3）根據(jù)流程，酸溶加入硫酸是過量，以及(2)的分析，溶液中陽離子有Al3＋、Fe3＋和H＋，氫氧化鋁為兩性氧化物，氫氧化鐵為堿，因此除去氫氧化鋁，用NaOH溶液，因此反應(yīng)的離子方程式為Al(OH)3＋OH－=AlO2－＋2H2O或Al(OH)3+OH－=[Al(OH)4]-；（4）檢驗Fe3＋一般有KSCN溶液，如果溶液變紅，說明含有Fe3＋，具體操作是取少量濾液2于試管中，滴加少量KSCN溶液，若溶液變?yōu)檠�紅色，則含有鐵離子，反之則無；（5）得到硫酸鋁晶體中含有結(jié)晶水，因此采用蒸發(fā)濃度、冷卻結(jié)晶的方法得到，蒸發(fā)結(jié)晶，容易失去結(jié)晶水，故B正確；（6）EDTA與Al33＋：1反應(yīng)，因此硫酸鋁的物質(zhì)的量為25×10－3×0.1/2mol=1.25×10－3mol，其質(zhì)量為1.25×10－3×666g=0.8325g，質(zhì)量分數(shù)為0.8325/1×100%=83.25%，如果雜質(zhì)與EDTA反應(yīng)，消耗EDTA的體積增多，求的Al3＋的物質(zhì)的量增大，即質(zhì)量分數(shù)偏高。