Question

用芒硝（Na₂SO_{4 °}10H₂O）制備純堿、明礬銨[（NH₄）₂Al（SO₄）_2°12H₂O]的生產工藝流程如下圖：

（1）溶液C中的溶質主要是_____________
（2）明礬銨的溶液呈_____性，明礬銨可用于凈水，用離子方程式說明其原理______________________
（3）過程Ⅰ中的反應溫度不能超過40℃，其原因是______________________________
（4）運用化學平衡原理解釋Na₂SO₄稍過量的原因                                              
（5）若將Al₂（SO₄）₃加入到A中會產生大量的沉淀和氣體,導致明礬銨的產量降低,請用離子方程式解釋產生該現象的原因是___________________________________________
（6）溶液E中的溶質離子為__________________
（7）已知明礬銨的溶解度隨著溫度的升高而增大，過程Ⅱ中得到明礬銨的系列實驗操作是:             、             、過濾、洗滌、干燥。

Answer 1

(1) NH₄HCO₃
（2）酸  Al³⁺  +  3H₂OAl(OH)₃  +  3H⁺
（3）NH₄HCO₃易受熱分解
（4）HCO₃^2—（aq）+  Na⁺（aq）NaHCO₃(s)，Na⁺濃度增大平衡向正反應方向移
（5）Al³⁺ + 3HCO₃^2— =Al(OH)₃↓ +  3CO₂↑
（6）NH₄⁺  、SO₄^2—
（7）蒸發濃縮、冷卻結晶

解析試題分析：該題為工業流程題，經過一系列反應，提純、結晶得到。（1）CO₂與氨水反應生成NH₄HCO₃或(NH₄)₂CO₃；（2）由于Al³⁺ 與NH₄⁺水解使溶液呈現酸性，明礬銨可用于凈水，是因為鋁離子水解產生氫氧化鋁膠體所致，Al³⁺  +  3H₂OAl(OH)₃  +  3H⁺；（3）NH₄HCO₃易受熱分解，故反應應控制溫度；（4）在平衡體系中增加一種反應物的濃度，反應正向進行，提高另外反應物的轉化率；（5）雙水解反應；（6）A為(NH₄)₂SO₄和剩余的硫酸鹽和碳酸鹽，B主要為NH₄HSO₄，D主要為剩余的NH₄HSO₄、Al₂(SO₄)₃，E為(NH₄)₂SO₄；（7）明礬銨的溶解度隨著溫度的升高而增大，故采用降溫結晶的方法分離，因濾液濃度低，所以需要濃縮，方法為蒸發濃縮、降溫結晶（冷卻結晶）。
考點：以工業流程為背景，考查流程中物質轉化、條件的控制、分離操作等有關問題。