Question

【題目】KAl(SO4)2·12H2O(明礬)是一種復(fù)鹽，應(yīng)用廣泛。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(guò)程如圖15所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）請(qǐng)寫出Al3+的結(jié)構(gòu)示意圖：______________________。

（2）試劑①最好選用___________(填序號(hào))。寫出A溶解的化學(xué)方程式：_________________________。

A．HCl溶液 B．H2SO4溶液 C．NaOH溶液 D．氨水

（3）寫出濾液A到沉淀B的離子方程式：______________________；室溫下，Al(OH)3AlO2-+H++H2O K=2.0×10-13,H2CO3的Ka1=1×10-7，Ka2=4×10-11,計(jì)算濾液A到沉淀B的平衡常數(shù) K=___________。

（4）寫出由溶液C得到產(chǎn)物的操作：__________________________________。

（5）常溫下，pH值相等的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】C2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑AlO2-+HCO3-+H2O=Al(OH)3↓+CO32-200蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾，洗滌，干燥11

【解析】

由制備流程可以知道，廢易拉罐的主要成分為主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質(zhì)，試劑①為NaOH，Fe、Mg不反應(yīng)，只發(fā)生2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，過(guò)濾后，濾液含NaAlO2，與碳酸氫氨反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，B為Al(OH)3，最后加硫酸、硫酸鉀得到明礬，以此來(lái)解答。

（1）Al3+核 電 核 數(shù) 為13，核外電子數(shù)為10，結(jié)構(gòu)示意圖為：，

因此，本題正確答案是：；

(2) Fe、Mg與強(qiáng)堿不反應(yīng)，而Al與NaOH溶液反應(yīng)，則為盡量少引入雜質(zhì)，試劑①應(yīng)選用NaOH，易拉罐溶解過(guò)程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，

因此，本題正確答案是：C；2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；
(3)由上述分析可以知道，沉淀B為Al(OH)3，碳酸氫根離子酸性強(qiáng)于偏鋁酸，則濾液A到沉淀B的離子方程式：AlO2-+HCO3-+H2O=Al(OH)3↓+CO32-，平衡常數(shù) K=====200，

因此，本題正確答案是：200；

（4）由溶液C得到明礬的操作：蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾，洗滌，干燥，

因此，本題正確答案是：蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾，洗滌，干燥；

(5)NaAlO2溶液中水的電離受到促進(jìn)，而NaOH溶液中水的電離受到抑制。設(shè)兩種溶液的pH＝a，NaAlO2溶液中水電離出的c(OH－)為10a－14mol·L－1，NaOH溶液中水電離出的c(OH－)為10－amol·L－1，由10a-14＝108×10-a，得a＝11。

因此，本題正確答案是：11。