Question

8．明礬[KAl（SO₄）₂•12H₂O]在造紙、凈水等方面應用廣泛．以處理過的廢舊易拉罐碎屑為原料（主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質）制備明礬的過程如圖所示．

（1）操作1與操作2的實驗名稱均為過濾．
（2）原料溶解過程中反應的化學方程式是2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑．
（3）固體D與硫酸反應的離子方程式是NaHCO₃．
（4）溶液C中含有的主要溶質是NaHCO₃．
（5）為證明固體B中含有鐵，某同學做如下實驗：取少量固體B，加入稀硫酸使其溶解，觀察到有無色氣體生成．向溶液中加入KSCN溶液和氯水，立即變紅，證明固體B中含有鐵．

Answer 1

分析 廢舊易拉罐碎屑的主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質，鋁與熱氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，過濾后得到溶液A為偏鋁酸鈉溶液，固體B為Fe、Mg；溶液A中通入過量二氧化碳后生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，通過過濾得到碳酸氫鈉溶液（溶液C）和氫氧化鋁（固體D）；固體D（Al（OH）₃）與稀硫酸反應生成硫酸鋁，硫酸鋁與硫酸鉀加熱可以得到明礬[KAl（SO₄）₂•12H₂O]，據此進行解答．

解答 解：廢舊易拉罐碎屑的主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質，鋁與熱氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，過濾后得到溶液A為偏鋁酸鈉溶液，固體B為Fe、Mg；溶液A中通入過量二氧化碳后生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，通過過濾得到碳酸氫鈉溶液（溶液C）和氫氧化鋁（固體D）；固體D[Al（OH）₃]與稀硫酸反應生成硫酸鋁，硫酸鋁與硫酸鉀加熱可以得到明礬[KAl（SO₄）₂•12H₂O]，
（1）操作1與操作都是分離難溶物和溶液，操作方法為過濾，
故答案為：過濾；
（2）原料溶解過程為鋁與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應的化學方程式為：2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，
故答案為：2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑；
（3）固體D為Al（OH）₃，Al（OH）₃與硫酸反應生成硫酸鋁和水，反應的離子方程式是：Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O，
故答案為：Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O；
（4）根據分析可知，溶液C為NaHCO₃溶液，
故答案為：NaHCO₃；
（5）取少量固體B，加入稀硫酸使其溶解，觀察到有無色氣體生成，Fe與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵，向溶液中KSCN溶液后不變色，再加入氯水溶液立即變紅，證明反應后溶液中含有亞鐵離子，則固體B中含有鐵，
故答案為：KSCN溶液和氯水．

點評 本題考查了制備方案的設計，題目難度中等，根據制備流程明確實驗原理為解答關鍵，注意熟 練掌握常見元素及其化合物性質，明確常見化學實驗基本操作方法，試題培養了學生的分析能力及化學實驗能力．