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。实验需要500mL稀氨水(每升含有19.60g氨)需要取浓氨水(每升含有250.28g氨)___mL，用规格为___mL量筒量取。

（2）写出沉淀物中所有物质的化学式：___。

（3）操作Ⅰ的名称是___，所用的玻璃仪器有___。

（4）为测定混合肥料K₂SO₄、(NH₄)₂SO₄中钾的含量(以K₂O计)，完善下列步骤：

①称取钾氮肥试样并溶于水，加入足量BaCl₂溶液，产生___。

②___、___、___(依次填写实验操作名称)。

③冷却、称重。

④若试样为mg，沉淀的物质的量为nmol，则试样中钾的含量(以K₂O计)为___%（质量分数）(用含m、n的代数式表示)。

Answer

39.2 50 Al(OH)3、Al2O3、Fe2O3 过滤 漏斗、烧杯、玻璃棒 白色沉淀 过滤 洗涤 干燥

【解析】

明矾焙烧，再加氨水，铝离子转化为氢氧化铝沉淀，过滤，滤液为硫酸铵和硫酸钾，滤渣为氢氧化铝、还含有氧化铝和少量氧化铁，滤渣中加氢氧化钠，铝的化合物转化为偏铝酸钠，氧化铁不溶解，过滤，滤液中通入空气，促进偏铝酸钠的水解生成氢氧化铝；含有硫酸铵和硫酸钾的溶液通过蒸发结晶、过滤，得到硫酸铵和硫酸钾晶体混合物，滤液中含有少量的硫酸铵和硫酸钾。

(1)配制500mL稀氨水(每升含有19.60g氨)，需要使用500mL容量瓶，需要浓氨水(每升含有250.28g氨)的体积为≈0.0392L=39.2mL，所以要用50mL的量筒；

(2)根据分析可知沉淀物为Al(OH)3、Al2O3、Fe2O3；

(3)操作Ⅰ之后得到滤液和滤渣，过操作Ⅰ为过滤；过滤所需要的玻璃仪器有：漏斗、烧杯、玻璃棒；

(4)①混合肥料中含有K2SO4、(NH4)2SO4，加入足量氯化钡会生成硫酸钡白色沉淀；

②本实验中需要确定生成的硫酸钡沉淀的量，从而计算出K的含量，所以要先将混合液过滤，然后洗涤沉淀，最后干燥，冷却后称重；

④设混合物中K2SO4的物质的量为x mol，(NH4)2SO4的物质的量为y mol，根据元素守恒有，解方程组可得x=，所以则试样中钾的含量(以K2O计)为。