Question

明礬具有抗菌、收斂等作用，可作中藥及凈水劑等，4.74g的明礬晶體[KAl(SO₄)₂·12H₂O]受熱脫水的過程中的熱重曲線m~n(樣品的質(zhì)量隨溫度變化的曲線)如下。

請(qǐng)回答下列問題：
（1）試確定70℃時(shí)固體物質(zhì)的化學(xué)式____________________ (要求寫出推斷過程)。
（2）寫出200℃時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________________。
（3）在770℃時(shí)充分灼燒，最后得到固體產(chǎn)物A及氣體B，B能全部溶解在BaCl₂溶液中并形成白色沉淀；A可部分溶于水，過濾后得到固體C和濾液D，向D中加入BaCl₂溶液也能得到白色沉淀，將C置于適量的NaOH溶液中恰好反應(yīng)得到澄清的溶液E。則n中固體成分是的_________，質(zhì)量分別為__________B的化學(xué)式為________。

Answer 1

（1）KAl(SO₄)₂·3H₂O；（2） KAl(SO₄)₂·3H₂O KAl(SO₄)₂ +3H₂O；（3） Al₂O₃、K₂SO₄；0.51 g； 0.87g；SO₃。

試題分析：（1）由圖像分析可知：溫度升至200℃，固體質(zhì)量由4.74g變?yōu)?.58g，結(jié)合KAl(SO₄)₂·12H₂O的摩爾質(zhì)量（474 g/mol）和 KAl(SO₄)₂的摩爾質(zhì)量（258g/mol）可知：該過程為0.01molKAl(SO₄)₂·12H₂O失去全部結(jié)晶水轉(zhuǎn)化為0.01mol KAl(SO₄)₂的過程，則溫度升至64.5℃時(shí)為明礬晶體失去部分結(jié)晶水，即固體由KAl(SO₄)₂·12H₂O變?yōu)镵Al(SO₄)₂·xH₂O，即KAl(SO₄)₂·xH₂O的質(zhì)量為3.12g，但固體的物質(zhì)的量不變?nèi)詾?.01mol，KAl(SO₄)₂·xH₂O的摩爾質(zhì)量為312 g/mol，求得x=3，化學(xué)式為KAl(SO₄)₂·3H₂O；（2）由（1）的分析結(jié)合圖像知200℃時(shí)固體由KAl(SO₄)₂·3H₂O變?yōu)镵Al(SO₄)₂，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式KAl(SO₄)₂·3H₂O KAl(SO₄)₂ +3H₂O；（3）根據(jù)題意知：在770℃時(shí)充分灼燒為KAl(SO₄)₂的分解過程，最后得到固體產(chǎn)物A及氣體B，B能全部溶解在BaCl₂溶液中并形成白色沉淀，可知?dú)怏wB為SO₃，白色沉淀為BaSO₄；向?yàn)V液D中加入BaCl₂溶液也能得到白色沉淀BaSO₄，濾液D中含有K₂SO₄,將不溶固體C置于適量的NaOH溶液中恰好反應(yīng)得到澄清的溶液，C為Al₂O₃，即n中固體成分是的Al₂O₃和K₂SO₄；KAl(SO₄)₂·12H₂O的物質(zhì)的量為0.01mol，根據(jù)原子守恒知Al₂O₃的物質(zhì)的量為0.005mol,質(zhì)量為0.51 g，K₂SO₄的物質(zhì)的量為0.005mol,質(zhì)量為0.87g。