Question

17．明礬石是制取鉀肥和氫氧化鋁的重要原料．明礬石的組成和明礬相似，此外還含有氧化鋁和少量氧化鐵雜質．具體實驗步驟如下圖所示：

根據上述圖示，完成下列填空．
（1）明礬石焙燒后用稀氨水浸出．配制500mL稀氨水（每升含有39.20g氨）需要取濃氨水（每升含有250.28g氨）78mL，用規(guī)格為100mL量筒量�。�
（2）寫出沉淀物中所有物質的化學式：Al（OH）₃、Al₂O₃、Fe₂O₃．
（3）濾液Ⅰ的成分是水和K₂SO₄、（NH₄）₂SO₄．
（4）為測定混合肥料 K₂SO₄、（NH₄）₂SO₄中鉀的含量，完善下列步驟：
①稱取鉀氮肥試樣并溶于水，加入足量BaCl₂ 或Ba（NO₃）₂溶液，產生白色沉淀．
②過濾、洗滌、干燥（依次填寫實驗操作名稱）．
③冷卻、稱重．
④若試樣為m g，沉淀的物質的量為n mol，則試樣中K₂SO₄的物質的量為$\frac{（m-132n）}{42}$mol（用含m、n的代數式表示）．

Answer 1

分析 （1）根據溶液稀釋過程中溶質的物質的量不變計算出需要濃氨水的體積；根據配制的溶液體積選擇容量瓶規(guī)格；
（2）根據題干信息及氨水與鋁離子反應生成了氫氧化鋁判斷沉淀物成分；
（3）明礬石的組成和明礬相似，根據工藝流程轉化關系可知，濾液I中含有K₂SO₄和反應生成（NH₄）₂SO₄；
（4）混合肥料中含有K₂SO₄、（NH₄）₂SO₄，要產生白色沉淀，加入的溶液為BaCl₂或Ba（NO₃）₂溶液；然后進行操作：先將混合液過濾，然后洗滌沉淀，最后干燥，冷卻后稱重；試樣為mg，則174n（K₂SO₄）+132n[（NH₄）₂SO₄]=m，沉淀的物質的量為nmol，即BaSO₄的物質的量為nmol，根據硫酸根守恒有：n（K₂SO₄）+n[（NH₄）₂SO₄]=n．據此計算．

解答 解：（1）配制500mL稀氨水（每升含有39.20g氨），需要使用500mL容量瓶，需要濃氨水（每升含有250.28g氨）的體積為：$\frac{39.20g×0.5L}{250.28g}$≈0.078L=78mL，所以要用100mL的量筒，
故答案為：78；100；
（2）明礬石的組成和明礬相似，所以能夠與氨水反應生成氫氧化鋁沉淀，還含有氧化鋁和少量氧化鐵雜質不與氨水反應也不容易水，所以沉淀物為：Al（OH）₃、Al₂O₃、Fe₂O₃，
故答案為：Al（OH）₃、Al₂O₃、Fe₂O₃； 
（3）明礬石的組成和明礬相似，根據工藝流程轉化關系可知，濾液I中含有K₂SO₄和反應生成（NH₄）₂SO₄，
故答案為：K₂SO₄、（NH₄）₂SO₄；
（4）①混合肥料中含有K₂SO₄、（NH₄）₂SO₄，要產生白色沉淀，加入的溶液為BaCl₂或Ba（NO₃）₂溶液，
故答案為：BaCl₂ 或Ba（NO₃）₂；
②然后進行操作：先將混合液過濾，然后洗滌沉淀，最后干燥，冷卻后稱重，
故答案為：過濾、洗滌、干燥；
④試樣為mg，則174n（K₂SO₄）+132n[（NH₄）₂SO₄]=m，沉淀的物質的量為nmol，即BaSO₄的物質的量為nmol，根據硫酸根守恒有：n（K₂SO₄）+n[（NH₄）₂SO₄]=n．聯立解得，n（K₂SO₄）=$\frac{（m-132n）}{42}$mol，
故答案為：$\frac{（m-132n）}{42}$．

點評 本題考查學生對工藝流程的理解、物質分離提純等基本操作、物質性質與化學用語、化學計算等，題目難度中等，需要學生具有扎實的基礎知識與靈活運用知識解決問題的能力．