Question

【題目】某化學小組試利用廢鋁屑（含雜質鐵）制備硫酸鋁晶體，并對硫酸鋁晶體進行熱重分析，其主要實驗流程如下：

（1）向溶液A中通入過量的CO2 ， 發生反應的離子方程式為 。
（2）操作II所包含的實驗操作的名稱依次為 、冷卻結晶、、洗滌、干燥。
（3）若開始時稱取的廢鋁屑的質量為5.00g，得到固體A的質量為0.95g，硫酸鋁晶體的質量為49.95g(假設每一步的轉化率均為100%)，則所得硫酸鋁晶體（含有結晶水）的化學式為 。
（4）取以上制得的硫酸鋁晶體進行熱重分析，其熱分解主要分為三個階段：第一階段失重40.54%，第二階段失重48.65%，第三階段失重84.68%，以后不再失重。其熱分解的曲線如下圖所示。
已知：失重%= ×100%

則失重第一階段的化學方程式為。

Answer 1

【答案】
（1）AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
（2）蒸發濃縮；過濾
（3）Al2(SO4)3·18H2O
（4）Al2(SO4)3·18H2O Al2(SO4)3·3H2O+15H2O
【解析】（1）偏鋁酸鈉和CO2反應的離子方程式為AlO2-+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3-；
（2）從溶液中獲得晶體，需要經過蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥等操作；
（3）Al的質量為5g-0.95g=4.05g，其物質的量為4.05g÷27g/mol=0.15mol，設硫酸鋁晶體化學式為：Al2(SO4)3·nH2O，根據Al元素守恒，硫酸鋁晶體的物質的量為0.15mol÷2=0.075mol，故硫酸鋁晶體的相對分子質量為49.95÷0.075=666，則54+96×3+18n=666，解得n=18，故該硫酸鋁晶體的化學式為Al2(SO4)3·18H2O；
（4）晶體中結晶水的含量為18×18/666=48.65%，故第二階段完全失去結晶水，得到物質為Al2(SO4)3 ， 第一階段失去部分結晶水，失去結晶水數目為666×40.54%/18=15，故第一階段得到的物質為Al2(SO4)3·3H2O，因此第一階段發生反應的化學方程式為Al2(SO4)3·18H2O Al2(SO4)3·3H2O+15H2O。根據鋁的重要化合物的性質書寫離子方程式，結合混合物的組成判斷分離的方法和操作，利用守恒法計算化學式以及反應方程式即可。