Question

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(zhì)．具體實驗步驟如圖所示：

根據(jù)上述圖示，完成下列天空：
（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）

 

mL，用規(guī)格為

 

mL量筒量取．
（2）氨水浸出后得到固液混合體系，過濾，濾液中除K⁺、SO₄^2-外，還有大量的NH₄⁺．檢驗NH₄⁺的方法是

 

．
（3）寫出沉淀物中所有物質(zhì)的化學(xué)式

 

．
（4）濾液I的成分是水和

 

．
（5）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

 

溶液，產(chǎn)生白色沉淀．
②

 

、

 

、

 

（依次填寫實驗操作名稱）．
③冷卻、稱重．
（6）若試樣為mg，沉淀的物質(zhì)的量為nmol，則試樣中K₂SO₄的物質(zhì)的量為：

 

mol（用含m、n的代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)溶液稀釋過程中溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變計算出需要濃氨水的體積；根據(jù)配制的溶液體積選擇容量瓶規(guī)格；
（2）檢驗銨離子方法一般為：向溶液中加入堿溶液，然后加熱，利用紅色的石蕊試紙檢驗；
（3）根據(jù)題干信息及氨水與鋁離子反應(yīng)生成了氫氧化鋁判斷沉淀物成分；
（4）明礬石的組成和明礬相似，根據(jù)工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，濾液I中含有K₂SO₄和反應(yīng)生成（NH₄）₂SO₄；
（5）混合肥料中含有K₂SO₄、（NH₄）₂SO₄，要產(chǎn)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；
（6）試樣為mg，則174n（K₂SO₄）+132n[（NH₄）₂SO₄]=m，沉淀的物質(zhì)的量為nmol，即BaSO₄的物質(zhì)的量為nmol，根據(jù)硫酸根守恒有：n（K₂SO₄）+n[（NH₄）₂SO₄]=n．據(jù)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：

39.20g×0.5L

250.28g

≈0.078L=78mL，
故答案為：78；100；
（2）可以使用氫氧化鈉和紅色石蕊試紙進行檢驗，具體檢驗NH₄⁺的方法為：取濾液少許，加入NaOH加熱，生成的氣體能使?jié)櫇竦募t色石蕊試紙變藍(lán)，
故答案為：取濾液少許，加入NaOH加熱，生成的氣體能使?jié)櫇竦募t色石蕊試紙變藍(lán)（合理即給分）；
（3）明礬石的組成和明礬相似，所以能夠與氨水反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，還含有氧化鋁和少量氧化鐵雜質(zhì)不與氨水反應(yīng)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； 
（4）明礬石的組成和明礬相似，根據(jù)工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，濾液I中含有K₂SO₄和反應(yīng)生成（NH₄）₂SO₄，
故答案為：K₂SO₄、（NH₄）₂SO₄；
（5）混合肥料中含有K₂SO₄、（NH₄）₂SO₄，要產(chǎn)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，
故答案為：BaCl₂ 或Ba（NO₃）₂；過濾、洗滌、干燥．
（6）試樣為mg，則174n（K₂SO₄）+132n[（NH₄）₂SO₄]=m，沉淀的物質(zhì)的量為nmol，即BaSO₄的物質(zhì)的量為nmol，根據(jù)硫酸根守恒有：n（K₂SO₄）+n[（NH₄）₂SO₄]=n．聯(lián)立解得，n（K₂SO₄）=

(m-132n)

42

mol，
故答案為：

(m-132n)

42

．

點評：本題考查學(xué)生對工藝流程的理解、離子的檢驗與共存、物質(zhì)分離提純等基本操作、物質(zhì)性質(zhì)與化學(xué)用語、化學(xué)計算等，題目難度中等，本題注意常見離子檢驗的方法的積累．需要學(xué)生具有扎實的基礎(chǔ)知識與靈活運用知識解決問題的能力．