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解答题-实验探究题 适中0.65 引用1 组卷183
明矾[Ka1(SO4)2·12H2O]在工业上用作净水剂,医药上用作收敛剂。实验小组采用废弃的铝制易拉罐按如下流程制备明矾大晶体。

已知:晶体结晶需要晶核,外加成核剂、杂质、残余晶体(易附在器壁上)均可作晶核。请回答:
(1)废铝制易拉罐溶于KOH溶液发生的主要反应为_______(用离子方程式表示)。
(2)下列说法不正确的是_______。
A.可采取将废易拉罐剪碎、酒精灯加热等方式加快溶解速率
B.加入KOH溶液至不再产生气泡后,趁热过滤,除去不溶物
C.“系列操作Ⅰ”有:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、灼烧
D.制备明矾大晶体时,小晶体应悬挂在靠近烧杯底部的位置

(3)“系列操作Ⅱ”的装置如图所示,烧杯上方所盖的纸片的作用是_______

(4)Al3+是一种慢性神经毒素,长期积累会导致神经结节。实验室可采用置换滴定法测定天然水体样品中的Al3+浓度。简要过程如下:

有关反应如下(试剂EDTA用Y4-表示):
步骤①:
步骤②:
步骤③:
①NH4F溶液实验室_______(填“能”或“不能”)盛装在玻璃细口瓶中。
②下列有关说法不正确的是_______
A.天然水体样品中的Ca2+(CaY2-不与F-反应)不影响Al3+含量的测定
B.步骤①所加试剂EDTA,实验前不需要标定其浓度
C.如果步骤②所加Zn2+标准溶液偏少,会导致Al3+浓度的测定值小于真实值
③根据检测过程,请给出配合离子ZnY2-、AlY-的稳定性由弱到强的顺序:_______
④要准确计算水样中Al3+浓度,须利用水样1的体积以及步骤_______的实验数据(选填:①、②、③、④)
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知识点:铝与强碱溶液反应物质分离、提纯综合应用化学实验探究综合实验设计与评价 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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明矾在工业上用作净水剂,医药上用作收敛剂。实验室中某小组采用废弃的铝制易拉罐按如下流程制备明矾大晶体。

已知:晶体结晶需要晶核,外加成核剂、杂质、残余晶体(易附在器壁上)均可做晶核。
请回答下列问题:
(1)溶液①与硫酸溶液发生的主要反应为___________(用离子方程式表示)。
(2)上述流程“系列操作Ⅰ”中一定不需要用到的实验操作是___________(填标号)。

(3)“系列操作Ⅱ”的装置如图所示。

①烧杯上方所盖的纸片的作用是___________
②制备明矾大晶体时,小晶体应悬挂在溶液的中央位置,原因是___________
(4)是一种慢性神经毒素,长期积累会导致神经结节。实验室可采用置换滴定法测定天然水体样品中的浓度。简要过程如图所示:

有关反应如下(试剂EDTA用表示):
步骤i:
步骤ii:
步骤iii:
①下列有关说法错误的是___________(填标号)。

A.使用碱式滴定管时,用两手指沿图示方向从斜下方挤压橡皮管中玻璃珠,向锥形瓶中滴加液体
B.天然水体样品中的(不与反应)不影响含量的测定
C.步骤i所加试剂EDTA,实验前不需要标定其浓度
D.如果步骤ii所加标准溶液偏少,会导致浓度的测定值小于真实值
②根据检测过程,推测配合离子的稳定性由弱到强的顺序为___________
③要准确计算水样中的浓度,须利用水样1的体积以及步骤___________的实验数据(填“i”“ii”“iii”或“iv”)。
高岭土矿的主要成分是Al2O3、SiO2及少量的Fe2O3,高岭土选矿酸性废水含有大量的H+、SO、Al3+及少量的Fe3+等离子。工业上利用高岭土矿和酸性废水制备明矾KAl(SO4)2•12H2O(不考虑其它杂质参与反应)。其实验流程如下:

相关信息:
①Fe3+、Al3+完全沉淀的pH范围
沉淀Fe(OH)3Al(OH)3
pH范围开始沉淀完全沉淀开始沉淀完全沉淀
2.03.23.44.7
②有关物质的溶解度
温度/℃
溶解度/g
物质
102030405070
K2SO48.469.5511.412.914.216.7
Al2(SO4)325.126.628.831.434.342.2
KAl(SO4)2•12H2O4.05.98.411.71740
请回答:
(1)步骤I中,要加快高岭土酸溶的速率可以采取的措施有___________。(至少写两点),
(2)滤渣的主要成分是___________
(3)下列说法中正确的是___________
A.步骤I的主要目的是提高废水中铝离子的浓度
B.步骤II中的A物质可以是KOH或NaOH
C.步骤II中调节pH的范围是3.2<pH<3.4
D.步骤IV中需调控K2SO4的用量,使n(Al3+):n(K+):n(SO)尽可能接近1:1:2
(4)步骤VI,为了得到较大颗粒且较干燥的晶体,请从下列选项中选出合理的操作(操作不重复)并排序:取粗产品于烧杯中加适量水→___________→___________→___________→抽滤→洗涤→___________。___________
a.70℃蒸发溶剂制成热的饱和溶液       b.30℃~40℃减压蒸发溶剂得到饱和溶液
c.加热烧杯至晶体完全溶解       d.缓慢冷却至室温     e.低温干燥       f.加热干燥
(5)为了测定成品中铝的含量,可采用的方法:将一定体积的成品待测液与过量的EDTA(化学式为Na2H2Y)标准液反应,加入几滴指示剂,再用ZnSO4标准液滴定过量的EDTA,反应原理如下:Al3++H2Y2-(过量)=AlY-+2H+、Zn2++H2Y2-(剩余)=ZnY2-+2H+(终点色为紫红色),过实验测出成品中铝的含量低于理论值,原因可能是___________
A.制备过程中,由于结晶温度控制不当,溶液中硫酸钾晶体同时析出
B.酸式滴定管用蒸馏水洗净后就注入ZnSO4标准液
C.滴定时锥形瓶溶液出现紫红色,立即停止滴定
D.滴定前,滴定管内无气泡,滴定后有气泡
铁、铝、钠是三种重要的金属。回答下列问题:
Ⅰ.氢氧化亚铁浊液在空气中放置会发生一系列颜色变化。
(1)写出该反应的化学方程式_________________
Ⅱ.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)制备明矾的过程如图所示:

(2)试剂①应选用________ (填字母),反应的化学方程式为_______
A.HCl溶液                            B.H2SO4溶液
C.氨水                                   D.NaOH溶液
(3)请写出向滤液A中通入足量的CO2除得到沉淀B的离子反应方程式_________________
Ⅲ.现有一不纯的小苏打样品(含杂质NaCl、Na2CO3·10H2O),为测定NaHCO3的质量分数,设计如图所示的实验装置(部分夹持仪器未画出)。

实验步骤如下:
①按图组装好实验装置并检查气密性。
②称取定质量的样品,并将其放入硬质玻璃管中;称量装浓硫酸的洗气瓶C的质量和装碱石灰的U形管D的质量。
③打开活塞K1、K2,关闭K3,缓缓鼓入空气数分钟。
④关闭活塞K1、K2打开K3,点燃酒精灯加热至不再产生气体。
⑤打开活塞K1,缓缓鼓入空气数分钟,然后拆下装置,再次称量洗气瓶C和U形管D的质量
(4)若无装置E,则会导致测得NaHCO3的质量分数________________ (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(5)步骤③的目的是________________
(6)若实验中称取样品的质量为 50.0 g,反应后C、D装置增加的质量分别为 12.6 g、8.8 g,则混合物中NaHCO3的质量分数为________________

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