镁铝合金在交通.航空.电子等行业有着广泛的应用.某化学兴趣小组试对镁铝合金废料进行回收利用.实验中可将铝转化为硫酸铝晶体.并对硫酸铝晶体进行热重分析.镁铝合金废料转化为硫酸铝晶体实验流程如下:试回答下列问题:(1)在镁铝合金中加入NaOH溶液.写出反应的化学反应方程式 .固体B的化学式 .(2)操作Ⅱ包含的实验步骤有:蒸发浓缩. . .洗涤.干燥.(3)� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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(10分)镁铝合金在交通、航空、电子等行业有着广泛的应用。某化学兴趣小组试对镁铝合金废料进行回收利用，实验中可将铝转化为硫酸铝晶体，并对硫酸铝晶体进行热重分析。镁铝合金废料转化为硫酸铝晶体实验流程如下：

试回答下列问题：

（1）在镁铝合金中加入NaOH溶液，写出反应的化学反应方程式，固体B的化学式。

（2）操作Ⅱ包含的实验步骤有：蒸发浓缩、、、洗涤、干燥。

（3）操作Ⅱ中常用无水乙醇对晶体进行洗涤，选用无水乙醇的原因是。

（4）若初始时称取的镁铝合金废料的质量为9.00 g，得到固体A的质量为4.95 g，硫酸铝晶体的质量为49.95 g（假设每一步的转化率均为100%，合金废料中不含溶于碱的杂质）。计算得硫酸铝晶体的化学式为。

（5）取上述硫酸铝晶体进行热重分析，其热分解主要分为三个阶段：323K-523K，553K-687K，1043K以上不再失重，其热分解的TG曲线见下图,

已知：。

根据图示数据计算确定每步分解的产物，写出第一阶段分解产物的化学式，第三阶段反应化学方程式。

（10分）（1）2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ (2分) Al(OH)3

（2）冷却结晶（答结晶不给分）过滤（顺序颠倒不给分）

（3）减少晶体的溶解；洗去晶体表面杂质；有利于晶体的干燥。（答2点以上给1分，答1点不给分）

（4）Al2(SO4)3·18H2O

（5）Al2(SO4)3·3H2O Al2(SO4)3Al2O3+3SO3↑(2分)

【解析】

试题分析：（1）在镁铝合金中加入NaOH溶液，Al可以与强碱溶液发生反应，而Mg不能反应，该反应的化学反应方程式是2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；所以固体A是Mg；向滤液中通入过量的CO2气体，由于酸性H2CO3>Al(OH)3,会发生反应：NaAlO2+ CO2+2H2O= Al(OH)3↓+NaHCO3；所以固体B是Al(OH)3；（2）用硫酸溶解该固体，发生反应：2Al(OH)3+3H2SO4=Al2(SO4)3+6H2O；得到的溶液C是Al2(SO4)3溶液；由于其溶解度随温度的升高而增大，所以从溶液中获得晶体的方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。（3）操作Ⅱ中常用无水乙醇对晶体进行洗涤，来洗去表面的杂质离子，选用无水乙醇的原因是减少晶体的溶解；洗去晶体表面杂质；有利于晶体的干燥。（4）若初始时称取的镁铝合金废料的质量为9.00 g，得到固体A的质量为4.95 g，金属发生反应，而镁不反应，减少的质量为金属铝的质量，则m(Al)= 9.00 g—4.95 g=4.05 g，n(Al)= 4.05 g÷27g/mol=0.15mol，硫酸铝晶体的质量为49.95 g，硫酸铝晶体中含有SO42-的物质的量为n(SO42-)=3/2n(Al3+)=3/2×0.15mol=0.225mol, Al2(SO4)3的质量是m(Al2(SO4)3)= (0.15mol÷2) ×342g/mol=25.65g，则含有的结晶水的物质的量是n(H2O)= (49.95 g-25.65g) ÷18g/mol=1.35mol，则n(Al2(SO4)3)：n(H2O)= (0.15mol÷2)：1.35mol=1:18，所以该结晶水合物的化学式是：Al2(SO4)3·18H2O。

（5）在第一个阶段，减少的水的质量是：m(H2O)=40.54%×49.95 g=20.25 g,失去的结晶水的物质的量是：n(H2O)= 20.25 g÷18g/mol=1.125mol则在晶体中n(Al2(SO4)3)：n(H2O)= (0.15mol÷2): （1.35mol -1.13mol）=1:3.所以此时得到的晶体的化学式是Al2(SO4)3·3H2O。在第二个阶段，失去结晶水的物质的量是n(H2O)=[ (49.95 g× 48.65%]÷18g/mol=1.35mol，结晶水完全失去，得到的固体物质是：Al2(SO4)3，则在第三个阶段加热发生分解反应，是硫酸铝的分解，方程式是：Al2(SO4)3Al2O3+3SO3↑。

考点：考查物质制取反应原理的知识。主要包括物质制取的方程式的书写、混合物的分离方法、操作的目的、物质分解的反应产物的确定的知识。

考点分析： 考点1：物质的制备 考点2：镁铝及其化合物 试题属性

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