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）氨水浸出后得到固体混合体系，过滤，滤液中除K^＋、SO₄^2-外，还有大量的NH₄⁺。检验NH₄⁺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(用含有m、n的代数式表示)。

Answer

（1）78 100

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

（3）Al(OH)3、Al2O3和Fe2O3

（4）K2SO4、(NH4)2SO4 

（5）①BaCl2[或Ba(NO3)2] ②过滤 洗涤 干燥

（6）

【解析】

试题分析：（1）根据稀释前后溶质的质量不变得：0.5 L×39.20 g·L－1＝V×251.28 g·L－1，V＝0.078 L＝78 mL。为了减少误差，最好选用比氨水的实际体积稍大一点的量筒。

（2）NH4+的检验方法是：先往NH4+中加入强碱，使之转化为NH3，然后检验NH3即可。

（3）Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH4+，根据题意，明矾石中含有Al2O3、Fe2O3，所以沉淀物为Al(OH)3、Al2O3和Fe2O3。

（4）由于明矾石的组成与明矾相似，所以滤液的成分中含有K2SO4和反应后生成的(NH4)2SO4以及水。

（5）混合肥料中含有K2SO4和(NH4)2SO4，要产生白色沉淀，加入的溶液为BaCl2或Ba(NO3)2溶液，以后的操作为：先将混合液过滤，然后洗涤，最后干燥，冷却后称量。

（6）根据题意有：174n(K2SO4)＋132n[(NH4)2SO4]＝m g……①再由SO42-守恒得：n(K2SO4)＋n[(NH4)2SO4]＝n mol……②，两式联立可解得n(K2SO4)＝ mol。

考点：本题考查化学工艺流程的分析、仪器的选择和基本操作、产物的判断、化学计算。