铵明矾NH4Al(SO4)2.12H2O 的合成方程式杂写

已知氧化铝可由铝铵明矾NH4AL(So4)2加热制得,铝铵明矾受热分解的产物为6NH4AL(SO4)2 = 3Al2O3 + 2NH3 + 2N2 + 6SO2 + 6SO3 + 9H2O

设NH4Al(SO4)2*12H2O1摩,受热第一步肯定是失水变成1MOLNH4Al(SO4)2即A,（据固体残留率知A处固体为237,与1MOLNH4Al(SO4)2质量相符）接着NH4Al(SO4)2=1/2Al2(SO4)3.+1/2（NH4）2SO4即B,（据固体残留率知B处固体为171,与1/2MOLAl2(SO4)3质量相等）最后是1/2Al2(SO4)3变成1/2AL2O3即C,（C处固体质量为51,与1/2MOLAL2O3质量相等）
此种题最重要知道物质受热都可能产生哪些物质,再由残留率求出质量与可能产生的物质质量比较

铵明矾的化学名称是十二水合硫酸铝铵（我按照明矾的名称瞎编的哈哈）,它是由铝离子,铵根离子,硫酸根离子以及结晶水共同组成的白色晶体.明矾溶于水后,其水溶液中存在着铝离子,钾离子,硫酸根离子.所以滴加氢氧化钡的离子方程式是
Ba2+ + SO42- == BaSO4 向下箭头
Al3+ + OH- == Al(OH)3 向下箭头
NH4+ + OH- == H2O + NH3 向上箭头
当过量时,鉴于氢氧化铝的特殊性,会进一步反应
Al（OH）3 + OH- == AlO2- + 2H2O 那个是偏铝酸根相信你知道

a．称取0.453 0 g铵明矾样品,高温灼烧,得Al2O3固体0.102 0 g；
n(Al3+)=0.1020*2/102=0.002mol
b．称取0.453 0 g铵明矾样品,用适量蒸馏水溶解,再加入稍过量的BaCl2溶液,经陈化、过滤、灰化,得BaSO4 0.465 9 g.
n(SO42-)=0.4659/233=0.002mol
c．称取0.453 0 g铵明矾样品,加入足量的NaOH溶液,加热,将产生的气体依次通过碱石灰和浓硫酸,浓硫酸增重0.017 0 g.
n(NH3)=n(NH4+)=0.0170/17=0.001mol
n(NH4+):n(Al3+):n(SO32-)=0.001:0.001:0.002=1:2:2
NH4Al2(SO4)2,化合价代数和不为0,计算结果不对.
a数据有问题,应该是0.0510g
a．称取0.453 0 g铵明矾样品,高温灼烧,得Al2O3固体0.051 0 g；
n(Al3+)=0.0510*2/102=0.001mol
b．称取0.453 0 g铵明矾样品,用适量蒸馏水溶解,再加入稍过量的BaCl2溶液,经陈化、过滤、灰化,得BaSO4 0.465 9 g.
n(SO42-)=0.4659/233=0.002mol
c．称取0.453 0 g铵明矾样品,加入足量的NaOH溶液,加热,将产生的气体依次通过碱石灰和浓硫酸,浓硫酸增重0.017 0 g.
n(NH3)=n(NH4+)=0.0170/17=0.001mol
n(NH4+):n(Al3+):n(SO32-)=0.001:0.001:0.002=1:1:2
再根据质量守恒,0.4530=m(NH4+)+m(Al3+)+m(SO42-)+m(H2o),可以算出m(H2O)=0.2160g,n(H2O)=0.2160/18=0.012mol,
则铵明矾的化学式为:NH4Al(SO4)2.12H2O.

解题思路：假设二者的体积都是1L，其浓度相等，所以二者的物质的量相等，二者混合时，硫酸根离子过量、铝离子过量，溶液只生成部分硫酸钡、氢氧化铝沉淀，溶液中存在铵根离子、铝离子和硫酸根离子．

假设二者的体积都是1L，NH₄Al（SO₄）₂的物质的量为0.1mol，n（SO₄^2-）=0.2mol，n（Al³⁺）=0.1mol，n（NH₄⁺）=0.1mol，n（Ba²⁺）=0.1mol，n（OH^-）=0.2mol，
SO₄^2-与Ba²⁺反应，Ba²⁺不足，SO₄^2-剩余0.1mol，0.1molAl³⁺反应生成Al（OH）₃消耗OH^-的量为0.3mol，OH^-不足，溶液中[1/15]molAl³⁺反应，生成[1/15]molAl（OH）₃，溶液中剩余[1/30]molAl³⁺，溶液中NH₄⁺不反应，此时溶液为硫酸铵、硫酸铝溶液，铵根离子、铝离子水解，溶液呈酸性，综上所述，溶液中有SO₄^2-、NH₄⁺、Al³⁺，且NH₄⁺＞Al³⁺，溶液中的溶质是硫酸铵和硫酸铝，为强酸弱碱盐，其溶液呈酸性，所以溶液中离子浓度大小顺序是c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（Al³⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），故选B．

点评：
本题考点： 离子浓度大小的比较；离子方程式的有关计算．

考点点评： 本题考查了离子浓度大小比较，明确溶液中的离子反应先后顺序及离子溶液中的溶质是解本题关键，再结合离子之间反应剩余物的多少及其性质解答，题目难度中等．

我认为答案有问题,我的分析如下：
a mol Al2O3含Al 2a mol,x mol Al2(SO4)3含Al 2x mol,SO42- 3x mol
根据原子守恒
NH4Al(SO4)2含Al (2a-2x) mol,SO42- 2(2a-2x)mol
于是消耗H2SO4 y=3x+2(2a-2x)=4a-xmol

解题思路：（1）根据反应Ⅱ中通入的是CO₂气体，可见反应所加X是碱溶液，而不是酸溶液．
（2）由工艺流程转化可知，反应Ⅱ为向含有AlO₂^-的反应Ⅰ的滤液中通入过量CO₂气体，使AlO₂^-完全转化为Al（OH）₃，在溶液中CO₂、AlO₂^-、H₂O反应生成Al（OH）₃与HCO₃^-．
（3）电解时阴极是阳离子放电，发生还原反应，即H⁺放电产生氢气．
（4）由工艺流程转化可知，反应Ⅵ是H₂O与（NH₄）₂S₂O₈反应产生H₂O₂和NH₄HSO₄．
（5）由工艺流程转化可知，Y为H₂SO₄，反应Ⅴ生成NH₄HSO₄，反应Ⅳ中NH₄HSO₄转化为铵明矾，反应Ⅵ也产生NH₄HSO₄，可见NH₄HSO₄可以在反应中循环使用．

（1）根据反应Ⅱ中通入的是CO₂气体，可见反应所加X是碱溶液，而不是酸溶液，X为NaOH溶液或其他强碱性溶液．
故答案为：NaOH．
（2）由工艺流程转化可知，反应Ⅱ为向含有AlO₂^-的反应Ⅰ的滤液中通入过量CO₂气体，使AlO₂^-完全转化为Al（OH）₃，在溶液中CO₂、AlO₂^-、H₂O反应生成Al（OH）₃与HCO₃^-，反应离子方程式为CO₂+AlO₂^-+2H₂O=Al（OH）₃+HCO₃^-．
故答案为：CO₂+AlO₂^-+2H₂O=Al（OH）₃+HCO₃^-．
（3）电解时阴极是阳离子放电，发生还原反应，即H⁺放电产生氢气，电极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑．
故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑．
（4）由工艺流程转化可知，反应Ⅵ是H₂O与（NH₄）₂S₂O₈反应产生H₂O₂和NH₄HSO₄，反应方程式为（NH₄）₂S₂O₈+2H₂O=2NH₄HSO₄+H₂O₂．
故答案为：（NH₄）₂S₂O₈+2H₂O=2NH₄HSO₄+H₂O₂．
（5）由工艺流程转化可知，Y为H₂SO₄，反应Ⅴ生成NH₄HSO₄，反应Ⅳ中NH₄HSO₄转化为铵明矾，反应Ⅵ也产生NH₄HSO₄，可见NH₄HSO₄可以在反应中循环使用．
故答案为：NH₄HSO₄．

点评：
本题考点： 制备实验方案的设计；原电池和电解池的工作原理；无机物的推断．

考点点评： 考查学生对工艺流程的理解、阅读获取信息能力、方程式书写、电解池等，难度中等，需要学生具备阅读获取信息能力、综合运用知识、信息分析问题解决问题能力．

在20度,1个标准大气压下,钾明矾在水中的溶解度约为5.90g.
铵明矾溶解度15g.

解题思路：（1）根据反应的方程式计算消耗氨气的体积；
（2）根据反应方程式计算需要硫酸的质量，进而可计算溶液的体积；
（3）根据质量守恒定律列式计算①②．

（1）n（NH₄Al（SO₄）₂•12H₂O）=[1000g/449g/mol]=2.23mol，
Al₂（SO₄）₃+H₂SO₄+2NH₃═2NH₄Al（SO₄）₂
44.8L2mol
V 2.23mol
V=[44.8L×2.23mol/2mol]=49.95L，故答案为：49.95L；
（2）m（Al₂O₃）=1000Kg×36%=360Kg，
Al₂O₃+3H₂SO₄→Al₂（SO₄）₃+3H₂O
102g 294g
360Kg m（H₂SO₄）
m（H₂SO₄）=[360Kg×294g/102g]=1037.6Kg，
需消耗质量分数98%的硫酸为：
V=

1037.6Kg
98%
1.84Kg/L=575.4L，
故答案为：575.4L；
（3）①设制备的[NH₄Al（SO₄）₂•12H₂O和Al₂（SO₄）₃的物质的量的物质的量各为1mol，从质量守恒的角度分析，则
n（Al）=1mol+2mol=3mol，n（SO₄^2-）=2mol+3mol=5mol，
所以：n（Al₂O₃）=1.5mol，
n（H₂SO₄）=5mol，
n（Al₂O₃）：n（H₂SO₄）=1.5mol：5mol=3：10，
答：投料时氧化铝和硫酸的物质的量之比为3：10；
②设产物中含有mmolNH₄Al（SO₄）₂•12H₂O，nmolAl₂（SO₄）₃，
则：

m+2n＝2a

n
m+n＝x
y＝2m+3n
解之得：

m＝
2a(1−x)
x+1
n＝
2ax
x+1
y=2m+3n=
2a(x+2)
x+1，
答：消耗硫酸的物质的量y与a、x的函数关系为y=
2a(x+2)
x+1．

点评：
本题考点： 化学方程式的有关计算．

考点点评： 本题考查化学方程式的计算，题目难度中等，本题注意从质量守恒的角度解答．

本题有多种配平方法.本题较难.
方法一：
利用得失电子数相等,设N2系数为x,则SO2系数的为3x；另设NH4Al(SO4)2系数为1.
则NH3的系数为(1-2x),SO3的系数为(2-3x),H2O的系数为(6x+1)/2,Al2O3系数为1/2.
即 NH4Al(SO4)2 = (1-2x) NH3 + 1/2 Al2O3 + x N2 + (2-3x) SO3 + 3x SO2 + (6x+1)/2 H2O
依据化学方程式中配平系数不能出现负数或零,从而得不等式：
①1-2x>0； ②2-3x>0； ③(6x+1)/2>0； ④ x>0
解得0

解题思路：铵明矾[NH₄Al（SO₄）₂•12H₂O]是一种复盐，向其溶液中逐滴加入Ba（OH）₂溶液，硫酸根沉淀钡离子，同时氢氧根离子沉淀铝离子，随滴入的氢氧化钡增多，硫酸根离子全部沉淀，同时铝离子沉淀完全，过量的氢氧根离子和铵根离子结合生成一水合氨，氢氧化铝不能溶解在氨水中，继续滴入氢氧化钡，氢氧化铝沉淀溶解，依据离子反应顺序书写离子方程式判断；

A、反应中氢氧化钡低显生成硫酸钡沉淀和氢氧化铝沉淀；故A错误；
B、NH₄Al（SO₄）₂•12H₂O和Ba（OH）₂ 按照1：2恰好反应生成硫酸钡沉淀、氢氧化铝沉淀、一水合氨，继续加入氢氧化钡0.5mol，氢氧化铝沉淀完全溶解，反应的离子方程式为：NH₄⁺+Al³⁺+2SO₄^2-+2Ba²⁺+5OH^-→2BaSO₄↓+NH₃•H₂O+AlO₂^-+2H₂O，故B正确；
C、NH₄Al（SO₄）₂•12H₂O和Ba（OH）₂ 按照5：10恰好反应生成硫酸钡沉淀、氢氧化铝沉淀、一水合氨，继续加入1molBa（OH）₂，溶解2mol氢氧化铝沉淀，剩余氢氧化铝沉淀3mol，反应的离子方程式为：5NH₄⁺+5Al³⁺+10SO₄^2-+10Ba²⁺+22OH^-→10BaSO₄↓+5NH₃•H₂O+2AlO₂^-+3Al（OH）₃↓+4H₂O；故C正确；
D、NH₄Al（SO₄）₂•12H₂O和Ba（OH）₂ 按照4：8恰好反应生成硫酸钡沉淀、氢氧化铝沉淀、一水合氨，无氢氧化铝沉淀溶解，故D错误；
故选BC．

点评：
本题考点： 离子方程式的书写；镁、铝的重要化合物．

考点点评： 本题考查了离子方程式的书写方法和注意问题，离子反应顺序是解题关键，题目难度较大．

你反了吧
工业上以高岭土和硫酸、氨气为原料制取铵明矾[NH4Al(SO4)2•12H2O]和硫酸铝,反应原理如下（忽略高岭土其他成分与硫酸的反应）：
Al2O3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2O…………①
Al2(SO4)3 + H2SO4 + 2NH3 → 2NH4Al(SO4)2 …………②
实验室制取氨气：
①铵盐与碱加热制取氨气,常用NH4Cl与Ca（OH）2反应,固体与固体反应,试管要向下倾斜.
②在浓氨水中加碱或生石灰,因为氨水中存在下列平衡：
NH3+H2O NH3·H2O NH4++OH-加入碱平衡左移,同时放出大量的热促进氨水的挥发.
③加热浓氨水,加快氨水挥发.

铵明矾 (硫酸铝铵晶体) 分子式:NH4Al(SO4)2·12H2O
Al3+＋2SO42－＋2Ba2+＋4OH－＝AlO2－＋2BaSO4↓＋2H2O

铵明矾中硫酸根和铝离子的比例为2：1,硫酸铝硫酸根和铝离子的比例为3：2,那么可以知道Al2O3和H2SO4的物质的量比为3:10

y=x/3 x

AlNH4(SO4)2·12H2O + 5NaOH = 2Na2SO4 + NaAlO2 + NH3 + 15H2O

有杂质,还有一个重要的原因就是,铵明矾会水解产生胶体Al(OH)3,胶体具有很强的吸附能力并且胶体表面带有电荷,加入电解质（盐）可以中和胶体表面的电荷,而使胶体聚沉,聚沉的同时溶液的折光能力就有所变化,所以看起来略带黄色

N：-3 → 0,升高3价,但产物N2,所以共升高6价
S：+6 → +4,降低2价
所以N2与SO2的物质的量之比是 2：6 = 1：3
两个都满足,所以都对.




另外一种思路：
因为反应可以看成两个方程式按照不同比例的叠加

①+②,就得到第一个方程
①+3×②,就得到第二个方程
类似的,a × ①+b×②,都可以得到正确的配平方法.