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。需用到480mL稀氨水（每升含有39g氨），需要取浓氨水（每升含有210g氨）_________mL来配制（数值取整数），用规格为_________mL量筒量取。氨水浸出后过滤所用到的玻璃仪器的名称是______________________________。

（2）氨水浸出后得固体混合体系，过滤，滤液中除含K^＋、SO₄^2－外，还含有大量的NH₄^＋。检验NH₄^＋的方法是____________________________________________。

（3）沉淀物中所有物质的化学式_______________________。

（4）写出通入过量CO₂生成氢氧化铝的离子方程式________________________________________。

（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________、洗涤、_________。其中洗涤沉淀的方法为_______________。

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（用含有m、n的代数式表示）。

Answer

93 100 漏斗、玻璃棒、烧杯 取滤液少许，加入NaOH溶液，加热，生成的气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝 Al(OH)3、Al2O3和Fe2O3 AlO2－ ＋CO2 ＋2 H2O === Al(OH)3↓＋HCO3－ BaCl2[或Ba(OH)2] 过滤 干燥 沿玻璃棒向漏斗中加入蒸馏水至恰好浸没沉淀，待水自然滤出后，重复操作2~3次

【解析】试题分析：由题中信息可知：明矾石的主要成分是十二水合硫酸铝钾，明矾石经焙烧后用氨水浸出，铝离子与氨水反应可以转化为氢氧化铝，过滤后，将滤液蒸发、结晶、过滤，可得到钾氮混合肥料。浸出过滤后的沉淀物中主要含Al(OH)3、Al2O3和Fe2O3，经氢氧化钠溶液溶解后，Al(OH)3和Al2O3转化为偏铝酸钠，过滤除去不溶物氧化铁后得到含偏铝酸钠的滤液，向滤液中通入足量的二氧化碳后生成氢氧化铝沉淀，再过滤，得到氢氧化铝。

（1）需要480mL稀氨水（每升含有39g氨），应该用500mL的容量配制500mL该氨水，配制好之后量取480mL即可。500mL该稀氨水中含有0.5Lg/L=19.5g氨，需要量取浓氨水（每升含有210g氨）的体积是93mL，故选用规格为100 mL量筒量取浓氨水。过滤所用到的玻璃仪器有：漏斗、玻璃棒、烧杯。

（2）检验NH4＋的方法是：取滤液少许，加入NaOH溶液，加热，生成的气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝，则滤液中有NH4＋。

（3）沉淀物中所含的物质主要是Al(OH)3、Al2O3和Fe2O3等。

（4）通入过量CO2生成氢氧化铝，该反应的离子方程式为AlO2－ ＋CO2 ＋2 H2O === Al(OH)3↓＋HCO3－。

（5）由题意可知，测定混合肥料K2SO4、(NH4)2SO4中钾的含量的原理是，取一定质量的样品溶于水，然后加入钡试剂将硫酸根离子完全沉淀，根据样品的质量和硫酸钡的质量就可以求出样品中硫酸钾的质量，进一步可以求出钾的含量。实验步骤是：①称取钾氮肥试样并溶于水，加入足量BaCl2[或Ba(OH)2]溶液，产生白色沉淀。②过滤、洗涤、干燥。其中洗涤沉淀的方法为：沿玻璃棒向漏斗中加入蒸馏水至恰好浸没沉淀，待水自然滤出后，重复操作2~3次。③冷却、称重。

（6）由试样中K2SO4、(NH4)2SO4的总质量为m g，可得174g/moln(K2SO4)+132g/moln[(NH4)2SO4]；硫酸钡沉淀的物质的量为n mol，由硫酸根离子守恒可得n(K2SO4)+ n[(NH4)2SO4]= n mol，则试样中K2SO4的物质的量为mol。