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．回答下列问题：易拉罐试

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）制备明矾的过程如图所示．回答下列问题：
易拉罐

试剂①

微热、过滤

滤液A

NH4HCO3

沉淀B

稀H2SO4

K2SO4

产物
（1）为尽量少引入杂质，试剂①应选用___（填标号）．
A．HCl溶液    B．H₂SO₄溶液  C．氨水    D．NaOH溶液
（2）易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为___．
（3）沉淀B的化学式为___；将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是___．
（4）已知：K_w=1.0×10^-14，Al（OH）₃⇌AlO₂^-+H⁺+H₂O    K=2.0×10^-13．Al（OH）₃溶于NaOH溶液反应的平衡常数等于___．

Answer 1

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，滤液中加入NH₄HCO₃溶液后，促进AlO₂^-水解生成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；
（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：d；
（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）滤液中加入NH₄HCO₃溶液后，电离出的NH₄⁺和HCO₃^-均能促进AlO₂^-水解，反应式为NH₄⁺+AlO₂^-+2H₂O=Al（OH）₃↓+NH₃•H₂O，生成Al（OH）₃沉淀；因Al³⁺+3H₂O⇌Al（OH）₃+3H⁺，则明矾水溶液显酸性；
故答案为：Al（OH）₃；Al³⁺水解，使溶液中H⁺浓度增大；
（4）Al（OH）₃⇌AlO₂^-+H⁺+H₂O①H2O⇌H⁺+OH^-②，①-②可得Al（OH）₃+OH^-⇌AlO₂^-+2H₂O，则Al（OH）₃溶于NaOH溶液反应的平衡常数=K÷K_w=(2.0×10-13)/(1.0×10-14)=20．
故答案为：20．