上海交通大学：《化学问题的实验研究》课程教学资料（教学实验）第四组 第四组-明矾的制备、成分检测和净水效果测试（2）

上游充通大粤 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 明矾的制备、成分检测及污水净化应用 第四组 组员：顾晓雨、莫旭辰、时晖 1三三 C.K.Group

C.K . Group 明矾的制备、成分检测及污水净化应用 第四组 组员：顾晓雨、莫旭辰、时晖

实验背景 上游充通大粤 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 据统计西方工业国家食品饮料罐回收率已达 46%,而在铝制饮料罐回收率排行榜上名列前茅 的国家和地区分别是：瑞典85%，冰岛75%，拉美 地区70%，美国62%，澳大利亚60%，日本55%。而 我国国内市场虽消费了相当数量的铝罐，但废铝 罐的回收率不高。1988年我国废易拉罐的回收率 只有20%左右。 明矾是传统的净水剂，一直以来都受到了人 们的关注。明矾中所含有的铝对人体有害，长期 饮用明矾净化的水，可能会引发老年痴呆症。因 此现在已经不再主张用明矾作为净水剂。但其作 为食品改良剂和膨松剂等方面还是有一定的应用。 C.K.Go吧 2

C.K . Group 实验背景 2 据统计西方工业国家食品饮料罐回收率已达 46%，而在铝制饮料罐回收率排行榜上名列前茅 的国家和地区分别是：瑞典85%，冰岛75%，拉美 地区70%，美国62%，澳大利亚60%，日本55%。而 我国国内市场虽消费了相当数量的铝罐，但废铝 罐的回收率不高。1988年我国废易拉罐的回收率 只有20%左右。 明矾是传统的净水剂，一直以来都受到了人 们的关注。明矾中所含有的铝对人体有害，长期 饮用明矾净化的水，可能会引发老年痴呆症。因 此现在已经不再主张用明矾作为净水剂。但其作 为食品改良剂和膨松剂等方面还是有一定的应用

实验目的 上游充通大粤 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY ©了解铝和氧化铝的两性。 ©了解明矾的制备方法。 练习和掌握溶解、过滤、结晶及沉淀的转移和洗涤等无 机制备中常用的基本操作。 NGHAIJIAOTO C.K.Go吧

C.K . Group 实验目的 了解铝和氧化铝的两性。 了解明矾的制备方法。 练习和掌握溶解、过滤、结晶及沉淀的转移和洗涤等无 机制备中常用的基本操作

制备明矾的化学原理 上游充通大粤 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 2AI 2NaOH 6H2O-2Na[Al(OH)4]+3H2 2Na[AI(OH)4]+H2SO2AI(OH)3+Na2SO4+2H20 ©2AI(OH)3+3H2S4→Al2(S04)3+6H20 ©Al2(S043+K2S04+24H20→2KA(S04)212H20 AO TONG C.K.So吧 4

C.K . Group 制备明矾的化学原理 2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4 ] +3H2 2Na[Al(OH)4 ] + H2SO4 → 2Al(OH)3 + Na2SO4 + 2H2O 2Al(OH)3 + 3H2SO4 → Al2 (SO4 )3 +6H2O Al2 (SO4 )3 + K2SO4 +24H2O → 2KAl(SO4 )2 ·12H2O 4

实验步骤 上游充通大粤 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY ©用易拉罐制取明矾 漏 ©明矾成分的检测 JIAO TONG UNIVERSITY ©明矾净水效果测试 C.K.Go吧 5

C.K . Group 实验步骤 5 用易拉罐制取明矾 明矾成分的检测 明矾净水效果测试

上游充通大粤 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 取一铝制易拉罐，以砂纸将内外表面均磨光去掉油漆等附着物，用 热的碳酸钠溶液、自来水和去离子水依次进行洗涤。 > 将易拉罐剪成碎片，称取2.0g待用；将4.5 g NaOH溶于60ml水中 。将易拉罐碎片分多次加入NaOH溶液。反应结束后进行过滤。 > 将过滤后的液体稀释至200l,加入稀硫酸直至溶液变为中性（酚 酞由红色变为无色)，过滤得到沉淀，洗涤干燥，得到AI(OH)3。 > 将A(OH)3沉淀转入蒸发皿中，加入稀硫酸溶液，再加水溶解再加入 K2SO4固体，加热使之溶解，得到过饱和溶液。 在空气中静置冷却，加入无水乙醇，待结晶完全，减压过滤，用水- 乙醇溶液洗涤晶体，滤纸吸干，收集明矾结晶。 >称重，计算产率。 C.K.Go吧 6

C.K . Group 6 Ø 取一铝制易拉罐，以砂纸将内外表面均磨光去掉油漆等附着物，用 热的碳酸钠溶液、自来水和去离子水依次进行洗涤。 Ø 将易拉罐剪成碎片，称取2.0g待用；将4.5g NaOH 溶于60ml 水中 。将易拉罐碎片分多次加入NaOH溶液。反应结束后进行过滤。 Ø 将过滤后的液体稀释至200ml，加入稀硫酸直至溶液变为中性（酚 酞由红色变为无色），过滤得到沉淀，洗涤干燥，得到Al(OH)3。 Ø 将Al(OH)3沉淀转入蒸发皿中，加入稀硫酸溶液，再加水溶解再加入 K2SO4固体，加热使之溶解，得到过饱和溶液。 Ø 在空气中静置冷却，加入无水乙醇，待结晶完全，减压过滤，用水- 乙醇溶液洗涤晶体，滤纸吸干，收集明矾结晶。 Ø 称重，计算产率

上游充通大粤 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 取一铝制易拉罐，以砂纸将内外表面均磨光去掉油漆等附着物，用 热的碳酸钠溶液、自来水和去离子水依次进行洗涤。 C.K.Go吧 7

C.K . Group 7 取一铝制易拉罐，以砂纸将内外表面均磨光去掉油漆等附着物，用 热的碳酸钠溶液、自来水和去离子水依次进行洗涤

上游克通大粤 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 圪层拉前成硫止称取2n生用；在100mL烧杯中，加入 容罐a

C.K . Group 8 Ø 将易拉罐剪成碎片，称取2.0g待用；在100 mL烧杯中，加入 3gNaOH，并用60mLH2O溶解。在通风柜中置于水浴锅 中加热，盖好表面皿（易拉罐碎屑分多次放入）。 2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4 ] +3H2

h 上游克夏大粤 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 过滤得到2Na[AI(OH)4J溶液 O TON C.K.Group

C.K . Group 过滤得到2Na[Al(OH)4 ] 溶液

上游充通大粤 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY > 在获得的Na[AI(OH)4]滤液中加入12mL左右 3mol/LH2 量白色沉淀，用布氏 漏斗抽滤 2Na[AI(OH)4 Na2SO4+2H2O C.K.Group 10

C.K . Group 10 Ø 在获得的Na[Al(OH)4]滤液中加入 12 mL左右 3mol/LH2SO4，调节pH7-8,可见大量白色沉淀，用布氏 漏斗抽滤及洗涤。 2Na[Al(OH)4 ] + H2SO4 → 2Al(OH)3 + Na2SO4 + 2H2O