Question

8．明矾[KAl（SO₄）₂•12H₂O]在造纸、净水等方面应用广泛．以处理过的废旧易拉罐碎屑为原料（主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质）制备明矾的过程如图所示．

（1）操作1与操作2的实验名称均为过滤．
（2）原料溶解过程中反应的化学方程式是2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑．
（3）固体D与硫酸反应的离子方程式是NaHCO₃．
（4）溶液C中含有的主要溶质是NaHCO₃．
（5）为证明固体B中含有铁，某同学做如下实验：取少量固体B，加入稀硫酸使其溶解，观察到有无色气体生成．向溶液中加入KSCN溶液和氯水，立即变红，证明固体B中含有铁．

Answer 1

分析 废旧易拉罐碎屑的主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质，铝与热氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，过滤后得到溶液A为偏铝酸钠溶液，固体B为Fe、Mg；溶液A中通入过量二氧化碳后生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，通过过滤得到碳酸氢钠溶液（溶液C）和氢氧化铝（固体D）；固体D（Al（OH）₃）与稀硫酸反应生成硫酸铝，硫酸铝与硫酸钾加热可以得到明矾[KAl（SO₄）₂•12H₂O]，据此进行解答．

解答 解：废旧易拉罐碎屑的主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质，铝与热氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，过滤后得到溶液A为偏铝酸钠溶液，固体B为Fe、Mg；溶液A中通入过量二氧化碳后生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，通过过滤得到碳酸氢钠溶液（溶液C）和氢氧化铝（固体D）；固体D[Al（OH）₃]与稀硫酸反应生成硫酸铝，硫酸铝与硫酸钾加热可以得到明矾[KAl（SO₄）₂•12H₂O]，
（1）操作1与操作都是分离难溶物和溶液，操作方法为过滤，
故答案为：过滤；
（2）原料溶解过程为铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的化学方程式为：2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，
故答案为：2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑；
（3）固体D为Al（OH）₃，Al（OH）₃与硫酸反应生成硫酸铝和水，反应的离子方程式是：Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O，
故答案为：Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O；
（4）根据分析可知，溶液C为NaHCO₃溶液，
故答案为：NaHCO₃；
（5）取少量固体B，加入稀硫酸使其溶解，观察到有无色气体生成，Fe与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，向溶液中KSCN溶液后不变色，再加入氯水溶液立即变红，证明反应后溶液中含有亚铁离子，则固体B中含有铁，
故答案为：KSCN溶液和氯水．

点评 本题考查了制备方案的设计，题目难度中等，根据制备流程明确实验原理为解答关键，注意熟 练掌握常见元素及其化合物性质，明确常见化学实验基本操作方法，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力．