实验报告
一、实验名称:利用铝箔制备明矾
二、实验目的:
1.了解废弃物利用的意义及其经济价值。
(因为用铝箔做原料,所以没有涉及。
)
2.了解用废铝罐制备明矾的实验原理。
3.练习煤气灯使用、台秤称量,学习溶解、过滤、结晶、干燥等基本操作,了解冰水
浴的使用。
三、实验原理:
1.铝与KOH的反应:
2Al + 2 KOH + 6H2O →2Al(OH)4- + 2K+ + 3H2
2.加入H2SO4 的反应:
Al(OH)4-+ H+→Al(OH)3↓+ H2O
3.继续加入H2SO4 的反应:
Al(OH)3↓+ 3 H+ →Al3+ + 3 H2O
4.加入M3+生成明矾:
K+ + Al3+ + 2SO42- + 12 H2O →KAl(SO4)2·12 H2O
四、实验用品:
铝箔、KOH(1mol/L)、H2SO4(6mol/L)
五、实验步骤及现象:
1.用电子天平称取1g铝箔——铝箔的质量恰好为1.00g。
2.量取1mol/L的KOH溶液60ml于250ml烧杯中,将铝箔撕成细条放入烧杯中——
铝与KOH溶液反应,产生气泡速度逐渐加快。
3.用煤气灯加热烧杯——铝箔逐渐溶解,表面产生大量气泡,最终全部溶解。
4.略冷却后,用布氏漏斗减压过滤溶液——滤去灰黑色的不溶物,得到无色清液。
5.将滤液转移至150ml的新烧杯中,并取25ml的6mol/L H2SO4 溶液在搅拌下缓慢加
入烧杯中——刚加入硫酸时,烧杯中逐渐生成白色沉淀;后随着硫酸继续加入,少
量沉淀溶解,但杯底仍有较多白色沉淀。
6.用煤气灯加热烧杯——白色沉淀全部溶解;加热溶液至沸腾,待溶液剩余大约60ml
时停止加热。
7.将上述试液先置于凉水中冷却,然后再将试液置于冰水浴中冷却——随着试液温度
降低,逐渐产生白色浑浊,用玻璃棒搅拌后,产生较多的白色沉淀。
8.将装有试液的烧杯从冰水浴中取出,迅速用布氏漏斗减压过滤溶液——在滤纸上得
到较多白色粉末状物质。
9.断开抽气管,向白色不溶物上滴少量的蒸馏水洗涤,然后插上抽气管再次过滤,重
复2次。
最后断开抽气管,向不溶物上滴少量无水乙醇洗涤,然后再插上抽气管干
燥。
10.将已经洗净并且烘干的表面皿放在电子天平上,称量空的表面皿的质量——56.10g。
11.用吹气筒将漏斗内的固体吹到表面皿上,并且用药匙轻敲滤纸,使粘在滤纸上的固
体震落到表面皿上。
然后用电子天平称量此时表面皿和固体的总质量——70.79g。
12.整理仪器并计算明矾的产率。
六、实验数据:
铝箔的质量:1.00g
理论生成明矾的质量:1.00g*474/27=17.56g
实际生成明矾的质量:70.79g-56.10g=14.69g
产率=14.69g/17.56g*100%=83.66%
七、讨论与感想:
1.用铝箔制备明矾,让我知道了废弃的铝也是具有经济价值的。
也许废铝中的铝含量
更低一些,但我国每年有大量的废弃铝制品,如果能通过化学的方法将其中的铝提
取出来,制备各种其他有用的物质,可以带来巨大的经济效益。
2.用铝制备明矾的原理在高中就已经学习过了,但是当时只是在书本上看到,并没有
进行过实验操作。
通过自己的实验操作,不但体会到了化学反应的神奇,更激发了
自己通过实验来探索知识的想法。
尤其是铝既能和酸反应又能和碱反应的性质在本
次实验中让我有了直观的体验,而Al(OH)4-与H+ 在1:1的比例下反应生成Al(OH)3
沉淀,但在1:4的比例下却反应生成Al3+ 的现象让我对化学反应中各反应物的物
质的量之比有了更深刻的认识。
同时,温度又是一个能显著影响反应速率和反应进
行程度的物理量。
3.实验中一些细节方面的操作也会影响到实验的结果。
例如滤纸的裁剪的时候,就应
该使滤纸能够覆盖布氏漏斗的全部气孔,而边缘又不能够竖起,这样才能保证过滤的效果。
又如在加热烧杯的过程中,要学会调节火焰,使用外焰加热,节省反应时间。
同时,因为明矾是易溶物,所以在最后洗涤的时候,要滴加少量蒸馏水,防止明矾溶解,导致产率降低。
4.第一次在大学化学实验室进行实验,见到了很多以前没有听说过的仪器,例如煤气
灯、电子台秤、布氏漏斗。
通过本次实验,自己不但掌握了这些先进仪器的使用方法,而且也发现先进仪器的使用,可以显著提升化学实验的精确程度和降低操作难度并保证实验安全,这也是人类科学技术的发展对自然科学做出的重要贡献。
5.尽管自己尝试把明矾都转移到表面皿上,但是在漏斗内还是有些许残留,使得明矾
的产率一般。
希望自己能够想出更加合理的实验方法,并能有机会用到更加先进的仪器,来提升产率,减少浪费。