Question

KAl(SO₄)₂·12H₂O(明矾)是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐(主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质)制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题：

（1）为尽量少引入杂质，试剂①应选用__________(填序号)

A．NaOH溶液   B．H₂SO₄溶液   C．氨水    D．HCl溶液

（2）易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为______________；

（3）由滤液A生成沉淀B反应的离子方程式为：_________________；

（4）明矾溶液中滴入Ba(OH)₂溶液使SO₄^2-恰好完全沉淀，离子方程式为______________。

Answer

（1）a；

（2）2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑；

（3）CO2+AlO2-+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-；

（4）Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-=2BaSO4↓+AlO2-。

【解析】

试题分析：（1）根据铝能溶解在强酸和强碱性溶液，而铁和镁只能溶解在强酸性溶液中的性质差异，可选择NaOH溶液溶解易拉罐，可除去含有的铁、镁等杂质，故答案为：a；

（2）铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，发生反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑；故答案为：2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑；

（3）滤液中通入二氧化碳后，与AlO2-反应生成氢氧化铝沉淀，反应式为CO2+AlO2-+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-，故答案为：CO2+AlO2-+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-；

（4）假设Ba(OH)2的物质的量为1mol，水溶液中Ba2+恰好沉淀时，需硫酸根离子1mol，所以明矾与Ba(OH)2的物质的量之比为1：2，反应的离子反应为：Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-═AlO2-+2BaSO4↓+2H2O，故答案为：Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-=2BaSO4↓+AlO2-。

【考点定位】考查制备实验方案的设计、离子方程式书写

【名师点晴】本题以铝制备明矾为载体，考查物质的制备与设计，涉及反应原理的探究，属基础考查。易拉罐的主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质，可选择浓NaOH溶解，得到偏铝酸钠溶液，并通过过滤除去Fe、Mg等杂质，滤液中通入二氧化碳后生成Al(OH)3沉淀，过滤后将沉淀溶解在稀硫酸中，得到硫酸铝溶液，添加K2SO4溶液后蒸发浓缩并冷却结晶得到晶体明矾。