Question

（14分）以明矾石[主要成分为K₂SO₄·Al₂（SO₄）₃·2A1₂O₃·6H₂O]为原料生产硫酸铝晶体[Al₂（SO₄）₃·18H₂O]和明矾[KAl（SO₄）₂·12H₂O]的实验流程如下：

两种不同形态的氧化铝的部分性质如下表：

物质	α－Al2O3	γ－A12O3
性质	不溶于水和酸	不溶于水，溶于强酸或强碱，加热至1200℃可转化为α- Al2O3

Al₂（SO₄）₃、明矾在不同温度下的溶解度如下表：

温度/℃ 溶解度/g	0	20	40	60	80	100
Al2（SO4）3	31.2	36.4	46.1	59.2	73.0	89.0
明矾	3.0	5.9	11.7	25	71	154

（1） “焙烧’’温度过高，会导致硫酸铝晶体产量降低，其原因是           。

（2）从“母液”制备硫酸铝晶体的实验步骤为：①          ；②          ；③过滤、洗涤、干燥。

（3）测定硫酸铝晶体样品中Al₂（SO₄）₃·18H₂O质量分数的实验步骤为（EDTA分别能与Al^3＋或Pb^2＋以物质的量之比1：1进行反应）：

步骤1：准确称取硫酸铝晶体样品mg，溶于25 mL水中。  

步骤2：加入c₁ mo1·L^－1EDTA溶液V₁mL（过量），煮沸、冷却，稀释至100 mL。

步骤3：取25. 00mL上述稀释液，滴加指示剂，用c₂ mol·L^－1Pb（NO₃）₂标准溶液滴定过量的EDTA溶液，达到终点时消耗v₂mL Pb（NO₃）₂标准溶液。

①步骤2中“稀释至100 mL”时，需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、量筒、    。

②根据上述数据计算，该样品中Al₂（SO₄）₃·18H₂O的质量分数为          。（用含字母的代数式表示）。

（4）铝的阳极氧化法是把铝作为阳极，置于硫酸等电解液中，施加阳极电压进行电解，在铝的表面形成一层致密的氧化膜。

①电解过程中阳极的电极反应为              。

②取少量废电解液，加入NaHCO，溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是               。(用离子方程式表示)

Answer

（1）γ－A12O3转化为难溶于硫酸的α－Al2O3（2分）

（2）①蒸发浓缩（2分）      ②冷却结晶（2分）

（3）①100 mL容量瓶、胶头滴管（2分）

②(2分）

（4）①2Al+3H2O===Al2O3+6H+ +6e-(2分）

②Al3＋ +3HCO－ =Al(OH)3↓ + 3CO2↑(2分）

【解析】

试题分析：（1）γ－A12O3转化为难溶于硫酸的α－Al2O3，导致硫酸铝晶体产量降低,（2）过滤之前的步骤为①蒸发浓缩②冷却结晶（3）①稀释时还需要的仪器是100 mL容量瓶和胶头滴管，②根据方程式进行计算Al2（SO4）3·18H2O的物质的量=C1V1+4C2V2，所以质量分数为物质的量乘以摩尔质量，再除以样品的总质量，最后质量分数求得。（4）①阳极失电子，铝常见价态为三价，所以电极反应式为2Al+3H2O===Al2O3+6H+ +6e-。②原因是铝离子会与碳酸氢根离子发生双水解，Al3＋ +3HCO－ =Al(OH)3↓ + 3CO2↑

考点：化学实验