废铝片制备明矾晶体

废铝片制备明矾晶体

实验目的

1、学习实际物品做为原料的处理方法

2、学习无机制备的基本步骤，称量、加热、

3、理解晶体生长的条件

实验原理：

（1）制备明矾的原理

铝屑溶于浓氢氧化钾溶液，可生成可溶性的四羟基合铝（Ⅲ）酸钾K[Al(OH)4]，用稀硫酸调节溶液的pH值，将其转化为氢氧化铝，使氢氧化铝溶于硫酸，溶液浓缩后经冷却有较小的同晶复盐，此复盐称为明矾[KAl(SO4)2·12H2O]。制备中的化学反应如下：

2Al + 2KOH + 6H2O ═ 2 K[Al(OH)4] + 3H2↑

2K[Al(OH)4] + H2SO4═ 2Al(OH)3↓ + K2SO4 + 2H2O

2Al(OH)3 + 3H2SO4 ═ Al2(SO4)3 + 6H2O

Al2(SO4)3 + K2SO4 + 24 H2O ═ 2 KAl(SO4)2·12H2O

（2）晶体生长的条件：适当的浓度，适当的温度

（3）净水原理

明矾溶于水后电离产生了Al3+，Al3+与水电离产生的OHˉ结合生成了氢氧化铝，氢氧化铝胶体粒子带有正电荷，与带负电的泥沙胶粒相遇，彼此电荷被中和。失去了电荷的胶粒，很快就会聚结在一起，粒子越结越大，终于沉入水底。这样，水就变得清澈干净了。此外氢氧化铝也是一种空隙很多的物质，表面的吸附能很大，可以吸附水里面的沙子，灰尘等。

实验步骤：

明矾的制备：

废铝（2g）加入到盛有50mL 1.5mol•L-1 KOH溶液（自己配！）的烧杯中，加热加快反应*。不再有气泡产生后抽滤，取滤液。将滤液预热后，边加热边滴加9 mol•L-1H2SO4溶液（1:1 H2SO4，实验室提供！）至沉淀全部溶解，浓缩溶液至50mL左右（过多损失，过少会形成聚铝。32ml溶剂+16ml结晶水=50ml溶液）。放入一次性杯子，自然冷却至室温后一周后观察晶体形貌。

抽滤，用乙醇淋洗后将食盐状晶体粉末放置于空气中晾干，即可得到明矾。（如得到白色聚铝可再加水加热溶解后重新结晶。）

提示：

1、准备废铝片（易拉罐，药品包装，口服液的瓶盖子，食品包装细致，医用生理盐水玻璃瓶的盖子上的

金属等等）废铝片有保护膜或表面氧化，所以需要打磨

2、 两个人一组

3、 调好pH 特别重要，请仔细操作

4、*处有氢气生成，同时带有酸气，注意小火加热。

思考题：

1、 整个实验过程中实验现象都有哪些，请你根据化学反应预测一下

2、 用NaOH 固体配制50mL 1.5mol •L -1 KOH 溶液的方案是什么，是否需要用容量瓶？为什么？

3、 铝片需要剪碎和NaOH 溶液反应，为什么？预测一下铝片的大小和反应速度有怎样的关系。

4、 沉淀溶解后浓缩的过程中有什么注意事项？

5、 抽滤装置是什么样的，为什么抽滤速度快，溶液中什么样的固体适合用抽滤的办法进行分离？

6、 用乙醇淋洗固体的目的是什么？不淋洗会怎样呢？

7、 根据溶解度曲线，分析说明析出的固体全是明矾吗？还可能是什么物质？如果要得到纯度高的明矾

的固体，还得怎样的操作呢？(图1 溶解度曲线，注意0℃=273K)

8、 明矾有啥用途呢？举出几个实例。

20

40

6080

100120S o l u b i l i t y /g T/K

Solubility Curves of KAl(SO ).12H O, Al (SO ) and K SO 4

图1 K 2SO 4、Al 2(SO 4)3和明矾的溶解度曲线