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）实验室制备明矾方案及实验结果报告_第三组 实验方案 明矾的制备、组成测定及其用于净化污水

明矾的制备、组成测定 及其用于净化污水 第二组 ©资料整理：赵辰妍 PPT制作：李琛 组长：李界 组员：占文婷 赵辰妍 范思琦 蒙泓宇 昵图网nipic.com/wwwmmm3636

明矾的制备、组成测定 及其用于净化污水 第三组 资料整理：赵辰妍 PPT制作： 李 琛 组长：李琛 组员：占文婷 赵辰妍 范思琦 蒙泓宇

背景 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550。 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 ■了解铝和氧化铝的两性。 ■了解明矾的制备方法和组成测定 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

简单实验原理 制备明矾 将铝制易拉罐剪成小块，溶于浓氢氧化钾溶液，生成可溶 性的四羟基合铝（血），酸钾(KA(O)),再用稀SO4 调节溶液的pH值，，可将其转化为氢氧化铂铝； 再加入过量 稀硫酸，A1(OH3溶解生成A2(SO4)3 硫酸铝能同碱金属硫酸盐如硫酸钾在水溶液中结合成一类 在水中溶解度较小的同晶的复盐，称为明砚 KA1(SO4)212H2O1。当冷却溶液时，明矾则以大块晶体结 晶出来重结晶分离纯化及养晶技术 在本实验中将初步所合成的明矾利用其在热水中的溶解度 较冷水中大的特性（明矾在水中溶解度：1g/7.2mL冷水， 1g/0.3mL沸水)，使用热水为溶剂，以再结晶技术纯化 并养成单晶，期能回收纯铝明矾并观察其结构

简单实验原理 制备明矾 制备中的化学反应如下： ■2 2A1+2KOH 6H2O 2K[Al(OH)4]+3H21 ■ 2K[A(OH)为]+HSO4=2A1(OH)3↓+KSO4+2 H2O 2A1(OH)3+3H2SO4=Ak(SO4)3+6 H2O Al(SO4)3+K2S04+24H20 2KAl(SO4)212H20

简单实验原理 组成测定 ■A13+ 采用置换滴定法 ■AY-+6F.+2H+=A1F3+6+H2Y2- ■SO42- 用比浊法测定 ·硫酸根离子和钡离子生成硫酸钡沉淀，形成浑浊 ■K+ ■焰色反应 透过蓝色钴玻璃，紫色火焰 ■H2O ·差减法

实验仪器与药品 仪器：100mL烧杯两只， 100mL、20mL、10mL量 简各一只，普通漏斗，布式漏斗，抽滤瓶，表面 皿，蒸发皿，水浴锅，磨砂纸，剪刀，废铝 罐，50ml滴定管，电炉，电子分析天平，分光光度 计，干燥器等。 药品：9mol/LHSO4溶液，2mol/LKOH,乙醇 与水1：1混合物，0.02mo/LEDTA:溶液，0.2g/L二 甲酚橙指示剂，200g/LNHF溶液， 0.02040mol/L锌标准溶液（醋酸锌溶液）， 7.5mol/L氨水（体积比1：1）

实验步骤 明矾制备 1.取一铝制易拉罐，剪下约4×4cm的铝片一块，以砂纸将内外表面 均磨光并剪成小片。 2称取约0.5g铝片，记录精确重量。 3.将铝片置于100mL烧杯中，加入20mL的2mol/LKoH(aq)。在通 风柜中使用70℃恒温水浴锅微微加热，以加速反应。 4.将抽滤瓶及漏斗清洗干净，并与水泵连接，减压过滤此热溶液。 5.将抽气瓶中的澄清滤液倒入100mL烧杯中，再慢慢加入10mL 9mol/LHSO4(aq)。 6.10mL硫酸加完后，会有不溶性白色胶状沉淀产生。应先将烧杯外 壁的水擦干，而后置于电炉上加热至沸腾使其完全溶解，边加热边搅 拌，以免爆沸。 7.将步骤6之澄清溶液（此时溶液中含有A13+、K+、SO2-、H2O, 体积约为30mL)放冷至室温，若无结晶生成，可用玻棒轻刮器壁， 诱导结晶产生；再以冰水浴冷却，以降低温度使明矾结晶完全 8将抽气过滤用之漏斗清选干净后，利用减压过滤收集明矾结晶， 并 用玻棒将产物压碎铺平后以约5L之酒精与水等体积混合液，分 润洗烧杯及清洗漏斗内的产物，持续抽气10分钟使产物干燥， 其 精确重量并计算产率

实验步骤 组成测定 用置换滴定法测定产品中A13+的含量 ①KA1(SO4)212H2O溶液的配制 准确称取1~1.2gKA1(SO4)212H20于烧杯中，加入少量水润湿，加入 35mL3mo立-1HCI溶液(1：1HCI),微热，冷却定容宇250mL容 量瓶中，备用。 ②A13+含量的测定 吸取KA1(S0y212H20溶液25.00mL于250mL锥形瓶中，加入16mL0.02 molL1EDTA溶液、二甲酚橙指示剂2滴，用75molL-1氨水调至溶 液恰成紫红色现象：.加人 甲酚橙指示剂后溶液由无色透明变为黄 指食著为色人天 然后滴加3moL-1HCI溶液3滴， 此时溶液应皇黄色，如不呈黄色，可用HC溶液调节，再补加三甲酚 橙指示剂2滴（现象：加入六次甲基四胺溶液后溶液呈红色，加入 补加二甲酚橙指示剂后，黄色更为明显)，用 (现象： 将溶液加 (现象：溶液由紫红色变为黄色)，若溶液呈红色，滴加3moL1 HCI溶液使其呈黄色，、再用锌标准溶液滴定至溶液由黄色变为紫红色 (现象：溶液由黄色变为紫红色)， 即为终点。根据消耗的锌标准溶 液的体积，计算A3+的质量分数

实验步骤 组成测定 (2)用比浊法测定产品中SO2-的含量4] 称取约0.09gKSO4,加水溶解，然后定容 至100mL;称取约0.1 g BaCk,.加水溶解， 然后定容至100mL。待测液1和待测液2分别 取体积为0.8mL和1.0mL测A13+时已配好的 KA1(SO4)212HO溶液。按下表配制溶液， 全部定容至25mL,并测定其吸光度