Question

明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料，明矾石的组成和明矾相似，此外还含有氧化铝和少量氧化铁杂质。具体实验步骤如下图所示：

根据上述图示，完成下列填空：

（1）明矾石焙烧后用稀氨水浸出。配制500 mL稀氨水（每升含有39.20 g氨）需要取浓氨水（每升含有251.28 g氨）______________mL，用规格为___________mL量筒量取。

（2）氨水浸出后得到固液混合体系，过滤，滤液中除K⁺、外，还有大量的。检验的方法是_______________________________________________________________。

（3）写出沉淀物中所有物质的化学式_____________________________________________。

（4）滤液Ⅰ的成分是水和______________。

（5）为测定混合肥料K₂SO₄、（NH₄）₂SO₄中钾的含量，请完善下列步骤：

①称取钾氮肥试样并溶于水，加入足量__________溶液，产生白色沉淀。

②__________、__________、__________（依次填写实验操作名称）。

③冷却，称重。

（6）若试样为m g，沉淀的物质的量为n mol，则试样中K₂SO₄的物质的量为：__________mol（用含m、n的代数式表示）。

Answer 1

（1）78  100

（2）取滤液少许，加入NaOH，加热，生成的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝（合理即可）

（3）Al(OH)₃  Al₂O₃  Fe₂O₃

（4）K₂SO₄  (NH₄)₂SO₄

（5）BaCl₂  过滤  洗涤  干燥

（6）(m-132n)/42 mol

解析：本题是考查物质分离提纯的实验题。

考查溶液稀释问题：500 mL×39.20 g=V×251.28 g

可得V=78.00 mL，注意在氨水的计算题中，溶质强调的是NH₃分子；量筒应选择规格略大于（尽量接近）所需液体体积的，此处选择100 mL量筒。

（2）的检验要注意两点：一是加入的碱液浓度要大或直接加入固体并要加热，二是NH₃检验常用湿润的红色石蕊试纸。

（3）沉淀主要成分有明矾石焙烧后用氨水浸出生成的Al(OH)₃，还有不溶于水的Al₂O₃和Fe₂O₃固体

（4）因为从滤液Ⅰ中获得了钾氮混合肥料，则滤液Ⅰ的成分应该有K₂SO₄和(NH₄)₂SO₄两种物质。

（5）加入的溶液选择BaCl₂溶液，生成BaSO₄沉淀，注意不能选择CaCl₂溶液，因为CaSO₄是微溶物，实验误差较大。第②步是获得固体沉淀，操作应是：过滤——洗涤——干燥。

（6）此问涉及混合物的计算，一般采用“设未知数，列方程式”的方法。设K₂SO₄物质的量为x，(NH₄)₂SO₄物质的量为y，则有

174 g·mol^-1·x+132 g·mol^-1·y=m g                         ①

x+y=n mol                                           ②

解此方程组，得：x=（m-132n）/42 mol