Question

【题目】硫酸铝是一种具有广泛用途的重要化工产品，以高岭土（含SiO2、A12O3、少量Fe2O3 等）为原料制备硫酸铝晶体[Al2(SO4)3·18H2O]的实验流程如图所示。

回答以下问题

（1）高岭土需进行粉粹，粉粹的目的是_____________________。

（2）滤渣1经过处理可作为制备水玻璃（Na2SiO3水溶液）的原料，写出滤渣1与烧碱溶液反应的化学方程式____________________________________。

（3）加入试剂除铁前，滤液1中的阳离子除了Al3+、Fe3+外还有的阳离子是__________（填离子符号）。滤渣2主要成分为Fe(OH)3，由于条件控制不当，常使Fe(OH)3 中混有Al(OH)3影响其回收利用，用离子方程式表示除去A1(OH)3的原理____________________________________________。

（4）检验滤液2中是否含有Fe3+的实验方法是（要求写出实验步骤和现象)：__________________。

（5）要从滤液2获取硫酸铝晶体需要经过多步处理，其中从溶液中得到晶体的方法是__________（填标号）。

a．蒸发结晶 b．蒸发浓缩、冷却结晶

（6）某兴趣小组为了测定晶体中Al2(SO4)3·18H2O(M=666g·mol-1)的质量分数，进行如下实验：

①准确称取l.00g晶体样品，溶于一定量水中；

②滴入0.100 mol·L-1 EDTA溶液，与Al3+反应所消耗EDTA溶液的体积25.00 mL。 （已知：EDTA与Al3+以物质的量之比1∶1反应，假设杂质不与EDTA反应）则晶体中Al2(SO4)3·18H2O的质量分数是__________；若样品中的杂质离子能与EDTA反应，所测定质量分数将会__________（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。

Answer 1

【答案】 加大反应接触面积，加快反应速率，使反应充分 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O H+ Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]- 取少量滤液2于试管中，滴加少量KSCN溶液，若溶液变为血红色，则含有铁离子，反之则无 B 83.25% 偏高

【解析】本题靠擦汗化学工艺流程，（1）粉碎高岭土，增加与硫酸的接触面积，加快反应速率，使反应充分；（2）SiO2是酸性氧化物，不与硫酸反应，氧化铝是两性氧化物，与硫酸反应生成Al2(SO4)3，Fe2O3是碱性氧化物，与硫酸反应生成Fe2(SO4)3，因此滤渣1为SiO2，与烧碱反应的化学反应方程式为SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O；(（3）根据流程，酸溶加入硫酸是过量，以及(2)的分析，溶液中阳离子有Al3＋、Fe3＋和H＋，氢氧化铝为两性氧化物，氢氧化铁为碱，因此除去氢氧化铝，用NaOH溶液，因此反应的离子方程式为Al(OH)3＋OH－=AlO2－＋2H2O或Al(OH)3+OH－=[Al(OH)4]-；（4）检验Fe3＋一般有KSCN溶液，如果溶液变红，说明含有Fe3＋，具体操作是取少量滤液2于试管中，滴加少量KSCN溶液，若溶液变为血红色，则含有铁离子，反之则无；（5）得到硫酸铝晶体中含有结晶水，因此采用蒸发浓度、冷却结晶的方法得到，蒸发结晶，容易失去结晶水，故B正确；（6）EDTA与Al33＋：1反应，因此硫酸铝的物质的量为25×10－3×0.1/2mol=1.25×10－3mol，其质量为1.25×10－3×666g=0.8325g，质量分数为0.8325/1×100%=83.25%，如果杂质与EDTA反应，消耗EDTA的体积增多，求的Al3＋的物质的量增大，即质量分数偏高。