Question

【題目】明礬[ KAl(SO4)2·12H2O ]在造紙、凈水等方面應(yīng)用廣泛。以處理過(guò)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(zhì))制備明礬的過(guò)程如下圖所示。

回答下列問(wèn)題：

(1)原料溶解過(guò)程中反應(yīng)的離子方程式是_________________________。

(2)Al(OH)3 與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式是__________________________。

(3)溶液A中通入過(guò)量CO2，反應(yīng)的離子方程式是_________________。

(4)為證明固體B中含有鐵，某同學(xué)做如下實(shí)驗(yàn)：取少量固體B，加入稀硫酸使其溶解，觀察到有無(wú)色氣體生成。向溶液中加入___________，溶液立即變紅，證明固體B中含有鐵。

Answer 1

【答案】2Al+ 2OH- +2H2O= 2AlO2- +3H2↑ Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ +3H2O AlO2- +CO2+2H2O =Al(OH)3 ↓+ HCO3- KSCN溶液和少量氯水

【解析】

廢舊易拉罐碎屑主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質(zhì)，鋁與熱氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，過(guò)濾后得到溶液A為偏鋁酸鈉溶液，固體B為Fe、Mg混合物；溶液A中通入過(guò)量二氧化碳后生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，通過(guò)過(guò)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(yīng)生成硫酸鋁，硫酸鋁與硫酸鉀混合溶液，加熱蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾洗滌，可以得到明礬[KAl(SO4)212H2O]，據(jù)此進(jìn)行解答。

(1)廢舊易拉罐碎屑的主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質(zhì)，加入熱氫氧化鈉溶液，鋁反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應(yīng)方程式是2Al +2OH-+2H2O=2AlO2- +3H2↑；

(2)氫氧化鋁是難溶性的兩性氫氧化物，與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生硫酸鋁和水，反應(yīng)的離子方程式是 Al(OH)3+3H+ =Al3+ +3H2O；

(3)溶液A為偏鋁酸鈉溶液，由于酸性H2CO3> Al(OH)3，所以向溶液A中通入過(guò)量CO2氣體，反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，方程式是：AlO2- +CO2+2H2O = Al(OH)3 ↓+ HCO3-；

(4)固體B是Fe、Mg混合物，為證明其中含有Fe，可取少量固體B，加入稀硫酸使其溶解，觀察到有無(wú)色氣體生成，Fe與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，向該溶液中滴加KSCN溶液后不變色，再加入幾滴氯水，溶液立即變紅，證明固體B與硫酸反應(yīng)后溶液中含有Fe2+，則固體B中含有鐵，所以所價(jià)試劑為KSCN溶液、氯水。