Question

2．某课外小组的同学拟用废铝箔制取硫酸铝晶体，已知铝的物种类别与溶液pH关系如图所示，实验中可选用的试剂：处理过的铝箔；2.0mol•L^-1NaOH溶液：2.0mol•L^-1硫酸
由铝箔制备硫酸铝晶体的实验步骤依次为：
①称取一定质量的铝箔于烧杯中，分次加入2.0mol•L^-1NaOH溶液，加热至不再产生气泡为止．
②过滤    
③滤液中滴加2.0mol•L^-1硫酸，不断搅拌，调节溶液pH为4～10；
④过滤、洗涤 
⑤沉淀中不断加入2.0mol•L^-1硫酸至恰好溶解；
⑥浓缩蒸发；
⑦冷却结晶；  
⑧过滤、洗涤、干燥．

Answer 1

分析 铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与氢气，过滤，向滤液中加入硫酸，由图可知，调节pH在4～10时生成氢氧化铝沉淀，再过滤、洗涤，向沉淀中加入稀硫酸，至恰好溶解，从溶液中获得晶体，需要蒸发浓缩、冷却结晶，再进行过滤、洗涤、干燥得到硫酸铝晶体．

解答 解：铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与氢气，过滤，向滤液中加入硫酸，由图可知，调节pH在4-10时生成氢氧化铝沉淀，再过滤、洗涤，向沉淀中加入稀硫酸，至恰好溶解，从溶液中获得晶体，需要蒸发浓缩、冷却结晶，再进行过滤、洗涤、干燥得到硫酸铝晶体．
③根据图片知，pH在4～10时生成氢氧化铝沉淀，所以该步骤是：向滤液中滴加2.0mol•L^-1硫酸，不断搅拌，调节溶液pH为4～10，从而得到氢氧化铝沉淀，
故答案为：滤液中滴加2.0mol•L^-1硫酸，不断搅拌，调节溶液pH为4～10；
⑤该实验目的是制取硫酸铝晶体，所以用得到的氢氧化铝沉淀制取硫酸铝溶液，其操作方法是：沉淀中不断加入2.0mol•L^-1硫酸至恰好溶解，
故答案为：沉淀中不断加入2.0mol•L^-1硫酸至恰好溶解；
⑥从溶液中获得晶体采用加热浓缩、冷却结晶的方法，所以该操作为蒸发浓缩，
故答案为：蒸发浓缩．

点评 本题考查制备实验方案设计，侧重考查学生制备、操作等基本能力，明确实验原理是解本题关键，难度中等，回答时注意明确硫酸的浓度．