Question

明矾石的组成和明矾相似，此外还含有Al₂O₃和少量的Fe₂O₃等杂质，它是制取钾肥和冶炼铝的重 要原料，其步骤如下：

回答下列问题：
（1）明矾石加入足量的稀氨水中浸出时发生反应的离子方程式为

 

（2）沉淀物A中除含有Fe₂O₃外，还含有

 

、

 

．
（3）操作①的名称为

 

、冷却结晶、过滤．
（4）用14mol?L^-1的浓氨水配制480mL 2mol?L^?1稀氨水：
①所用的容量瓶规格是

 

．②稀释浓氨水用的烧杯和玻璃棒如何洗涤？

 

③下列操作对所配制的稀氨水浓度的影响（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）
a．洗涤后的容量瓶中有少量蒸馏水：

 

．
b．浓氨水量取后，所用的量筒用蒸馏水洗涤2?3次，并将洗涤液转入容量瓶中：

 

．
（5）确定钾氮复合肥中含有钾元素的方法是

 

．
（6）为测定钾氮复合肥中氮元素的质量分数，称取mg钾氮复合肥，加入足量的NaOH浓溶液加热，使产生的气体全部逸出，收集到的氨气折箅成标准状况下的体积为V mL．则钾氮复合肥中氮元素的质量分数为

 

（用含m、V的代数式表示）．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：明矾石含有Al₂O₃和少量的Fe₂O₃等杂质，加足量的稀氨水，明矾石中的铝离子与氨水反应，过滤后沉淀A中含Al₂O₃、Fe₂O₃、Al（OH）₃，溶液中含钾离子、硫酸根离子，操作①为蒸发结晶得到硫酸钾、硫酸铵晶体，Al₂O₃、Fe₂O₃、Al（OH）₃中加入氢氧化钠，Al₂O₃、Fe₂O₃与氢氧化钠不反应，氢氧化铝与氢氧化钠反应Al（OH）₃+NaOH═NaAlO₂+2H₂O，沉淀B为Al₂O₃、Fe₂O₃，滤液为NaAlO₂溶液，通入足量的二氧化碳，NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃；氢氧化铝加热得到氧化铝，氧化铝电解得到铝．
（1）明矾石加入足量的稀氨水中浸出时铝离子会和氨水之间反应生成氢氧化铝；
（2）Al₂O₃和Fe₂O₃、Al（OH）₃都和氨水之间不反应；
（3）溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可以得到其晶体物质；
（4）①配制480mL溶液，应选择500mL容量瓶；②根据洗涤仪器的方法来进行；③根据c=

n

V

来确定引起的误差；
（5）确定钾氮复合肥中含有钾元素的方法是焰色反应；
（6）根据元素守恒来计算，钾氮复合肥中氮元索的物质的量等于氨气的物质的量；

解答： 解：明矾石含有Al₂O₃和少量的Fe₂O₃等杂质，加足量的稀氨水，明矾石中的铝离子与氨水反应，过滤后沉淀A中含Al₂O₃、Fe₂O₃、Al（OH）₃，溶液中含钾离子、硫酸根离子，操作①为蒸发结晶得到硫酸钾、硫酸铵晶体，Al₂O₃、Fe₂O₃，Al₂O₃、Fe₂O₃、Al（OH）₃中加入氢氧化钠，Al₂O₃、Fe₂O₃与氢氧化钠不反应，氢氧化铝与氢氧化钠反应Al（OH）₃+NaOH═NaAlO₂+2H₂O，沉淀B为Al₂O₃、Fe₂O₃，滤液为NaAlO₂溶液，通入足量的二氧化碳，NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃；氢氧化铝加热得到氧化铝，氧化铝电解得到铝．
（1）明矾石加入足量的稀氨水中浸出时发生反应的离子方程式为Al³⁺+3NH₃．H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案为：Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（2）杂质均不溶于氨水，铝离子与氨水反应生成沉淀，沉淀A中含Al₂O₃、Fe₂O₃、Al（OH）₃，
故答案为：Al₂O₃；Al（OH）₃；
（3）由上述分析可知，操作1为蒸发浓缩结晶得到硫酸钾晶体，
故答案为：蒸发浓缩；
（4）①配制480mL溶液，应选择500mL容量瓶，
故答案为：500mL容量瓶；
②稀释浓氨水用的烧杯和玻璃棒的洗涤方法：适量的蒸馏水沿着玻璃棒注入烧杯中，倾斜转动烧杯，洗涤烧杯内壁后将洗涤液转入容量瓶中，重复操作2～3次，
故答案为：取适量蒸馏水沿玻璃棒注入烧杯中，倾斜转动烧杯，洗涤烧杯内壁后将洗涤液转入容量瓶中，重复操作2～3次；
③a、定容时需加水，洗涤后的容量瓶中有少量蒸馏水，不会影响实验结果，
故答案为：无影响；
b、用量筒量取浓氨水后，用蒸馏水洗涤量筒并转移至容量瓶中，溶质增多，浓度偏大，
故答案为：偏大；
（5）确定钾氮复合肥中含有钾元素的方法是焰色反应，透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰，则含钾元素，
故答案为：焰色反应；
（6）足量的NaOH浓溶液加热，使产生的气体全部逸出，收集到的氨气折箅成标准状况下的体积为VmL，根据N元素守恒，则钾氮复合肥中氮元索的物质的量为

V×10-3

22.4

mol，所以钾氮复合肥中氮元索的质量分数为

V×10-3×14

22.4m

×100%=

7V

112m

%，
故答案为：

7V

112m

%．

点评：本题考查较综合，涉及物质制备实验方案的设计及溶液配制，把握实验流程中发生的反应及分离方法为解答的关键，侧重分析能力及迁移应用能力的考查，题目难度中等．