Question

明礬石的組成和明礬相似，此外還含有Al₂O₃和少量的Fe₂O₃等雜質(zhì)，它是制取鉀肥和冶煉鋁的重 要原料，其步驟如下：

回答下列問題：
（1）明礬石加入足量的稀氨水中浸出時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

 

（2）沉淀物A中除含有Fe₂O₃外，還含有

 

、

 

．
（3）操作①的名稱為

 

、冷卻結(jié)晶、過濾．
（4）用14mol?L^-1的濃氨水配制480mL 2mol?L^?1稀氨水：
①所用的容量瓶規(guī)格是

 

．②稀釋濃氨水用的燒杯和玻璃棒如何洗滌？

 

③下列操作對所配制的稀氨水濃度的影響（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）
a．洗滌后的容量瓶中有少量蒸餾水：

 

．
b．濃氨水量取后，所用的量筒用蒸餾水洗滌2?3次，并將洗滌液轉(zhuǎn)入容量瓶中：

 

．
（5）確定鉀氮復(fù)合肥中含有鉀元素的方法是

 

．
（6）為測定鉀氮復(fù)合肥中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，稱取mg鉀氮復(fù)合肥，加入足量的NaOH濃溶液加熱，使產(chǎn)生的氣體全部逸出，收集到的氨氣折箅成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為V mL．則鉀氮復(fù)合肥中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

（用含m、V的代數(shù)式表示）．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實驗設(shè)計題

分析：明礬石含有Al₂O₃和少量的Fe₂O₃等雜質(zhì)，加足量的稀氨水，明礬石中的鋁離子與氨水反應(yīng)，過濾后沉淀A中含Al₂O₃、Fe₂O₃、Al（OH）₃，溶液中含鉀離子、硫酸根離子，操作①為蒸發(fā)結(jié)晶得到硫酸鉀、硫酸銨晶體，Al₂O₃、Fe₂O₃、Al（OH）₃中加入氫氧化鈉，Al₂O₃、Fe₂O₃與氫氧化鈉不反應(yīng)，氫氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)Al（OH）₃+NaOH═NaAlO₂+2H₂O，沉淀B為Al₂O₃、Fe₂O₃，濾液為NaAlO₂溶液，通入足量的二氧化碳，NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃；氫氧化鋁加熱得到氧化鋁，氧化鋁電解得到鋁．
（1）明礬石加入足量的稀氨水中浸出時鋁離子會和氨水之間反應(yīng)生成氫氧化鋁；
（2）Al₂O₃和Fe₂O₃、Al（OH）₃都和氨水之間不反應(yīng)；
（3）溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾可以得到其晶體物質(zhì)；
（4）①配制480mL溶液，應(yīng)選擇500mL容量瓶；②根據(jù)洗滌儀器的方法來進(jìn)行；③根據(jù)c=

n

V

來確定引起的誤差；
（5）確定鉀氮復(fù)合肥中含有鉀元素的方法是焰色反應(yīng)；
（6）根據(jù)元素守恒來計算，鉀氮復(fù)合肥中氮元索的物質(zhì)的量等于氨氣的物質(zhì)的量；

解答： 解：明礬石含有Al₂O₃和少量的Fe₂O₃等雜質(zhì)，加足量的稀氨水，明礬石中的鋁離子與氨水反應(yīng)，過濾后沉淀A中含Al₂O₃、Fe₂O₃、Al（OH）₃，溶液中含鉀離子、硫酸根離子，操作①為蒸發(fā)結(jié)晶得到硫酸鉀、硫酸銨晶體，Al₂O₃、Fe₂O₃，Al₂O₃、Fe₂O₃、Al（OH）₃中加入氫氧化鈉，Al₂O₃、Fe₂O₃與氫氧化鈉不反應(yīng)，氫氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)Al（OH）₃+NaOH═NaAlO₂+2H₂O，沉淀B為Al₂O₃、Fe₂O₃，濾液為NaAlO₂溶液，通入足量的二氧化碳，NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃；氫氧化鋁加熱得到氧化鋁，氧化鋁電解得到鋁．
（1）明礬石加入足量的稀氨水中浸出時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Al³⁺+3NH₃．H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案為：Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（2）雜質(zhì)均不溶于氨水，鋁離子與氨水反應(yīng)生成沉淀，沉淀A中含Al₂O₃、Fe₂O₃、Al（OH）₃，
故答案為：Al₂O₃；Al（OH）₃；
（3）由上述分析可知，操作1為蒸發(fā)濃縮結(jié)晶得到硫酸鉀晶體，
故答案為：蒸發(fā)濃縮；
（4）①配制480mL溶液，應(yīng)選擇500mL容量瓶，
故答案為：500mL容量瓶；
②稀釋濃氨水用的燒杯和玻璃棒的洗滌方法：適量的蒸餾水沿著玻璃棒注入燒杯中，傾斜轉(zhuǎn)動燒杯，洗滌燒杯內(nèi)壁后將洗滌液轉(zhuǎn)入容量瓶中，重復(fù)操作2～3次，
故答案為：取適量蒸餾水沿玻璃棒注入燒杯中，傾斜轉(zhuǎn)動燒杯，洗滌燒杯內(nèi)壁后將洗滌液轉(zhuǎn)入容量瓶中，重復(fù)操作2～3次；
③a、定容時需加水，洗滌后的容量瓶中有少量蒸餾水，不會影響實驗結(jié)果，
故答案為：無影響；
b、用量筒量取濃氨水后，用蒸餾水洗滌量筒并轉(zhuǎn)移至容量瓶中，溶質(zhì)增多，濃度偏大，
故答案為：偏大；
（5）確定鉀氮復(fù)合肥中含有鉀元素的方法是焰色反應(yīng)，透過藍(lán)色鈷玻璃觀察到紫色火焰，則含鉀元素，
故答案為：焰色反應(yīng)；
（6）足量的NaOH濃溶液加熱，使產(chǎn)生的氣體全部逸出，收集到的氨氣折箅成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為VmL，根據(jù)N元素守恒，則鉀氮復(fù)合肥中氮元索的物質(zhì)的量為

V×10-3

22.4

mol，所以鉀氮復(fù)合肥中氮元索的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

V×10-3×14

22.4m

×100%=

7V

112m

%，
故答案為：

7V

112m

%．

點評：本題考查較綜合，涉及物質(zhì)制備實驗方案的設(shè)計及溶液配制，把握實驗流程中發(fā)生的反應(yīng)及分離方法為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析能力及遷移應(yīng)用能力的考查，題目難度中等．