实验二铝的回收

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1、普通化學實驗<上>實驗二鋁的回收一、目的回收廢鋁罐，再製成明礬結晶；並學習電子天平的使用法。圖2-1使用電子天平圖2-2鋁片前處裡圖2-3重力過濾圖2-4明礬結晶實驗二鋁的回收-1-PDF檔案使用"pdfFactoryPro"試用版本建立www.ahasoft.com.tw/FinePrint普通化學實驗<上>二、原理A.鋁的性質及用途鋁為銀白色金屬，質輕而堅，富延展性，為電和熱的良導體，其導電度僅次於銀、銅位居第三。在自然界的存量佔所有元素存量的第三位，無游離物產生，主要形成鐵礬土而廣存於地殼中，為煉鋁的主要原料。鋁在

2、乾空氣中不易氧化，但空氣濕潤時表面會生成一層緻密的氧化鋁薄膜，可保護內部不再繼續氧化。2Al(s)+3/2O2(g)→Al2O3(s)△H=-1676KJ。+3+鋁既可以溶於酸中，產生氫氣，2Al(s)+6H(aq)→2Al(aq)+3H2(g)，又--可和鹼作用放出氫氣，2Al(s)+2OH(aq)+6H2O(l)→2[Al(OH)4](aq)+3H2O(l)，因此稱為兩性物質(amphotericsubstance)。鋁雖不似鋼鐵般堅硬，但因其質輕不易生銹，且為電和熱的良導體，故常用於製造航空器材的材料；家庭中的日常

3、用具及鋁箔包裝等。B.回收鋁罐製明礬本實驗中將回收的鋁罐以砂紙磨除外部的漆及內面塑膠膜和氧化鋁薄膜。利用強鹼氫氧化鉀(potassiumhydroxide)和鋁(aluminum)作用，產生四-氫氧化鋁錯離子Al(OH)4(tetrahydroxoaluminate(Ш)ion)和氫氣，反應式為：--2Al(s)+2OH(aq)+6H2O(l)→2Al(OH)4(aq)+3H2(g)當氫氣(hydrogengas，H2)不再產生時，加入硫酸(sulfuricacid，H2SO4(aq))溶液，產生氫氧化鋁(aluminu

4、mhydroxide，Al(OH)3(s))的沉澱，反應式為：-+Al(OH)4(aq)+H(aq)→Al(OH)3(s)+H2O(l)實驗二鋁的回收-2-PDF檔案使用"pdfFactoryPro"試用版本建立www.ahasoft.com.tw/FinePrint普通化學實驗<上>3+繼續加入足量的硫酸則沉澱溶解形成鋁離子(aluminumion，Al)水溶液，反應式為：+3+Al(OH)3(s)+3H(aq)→Al(aq)+3H2O(l)2-此水溶液中含有鉀離子、硫酸根離子(sulfateion，SO4)和鋁離子的

5、混合物，將此水溶液冰浴或以緩慢結晶方式，即可得明礬(alum，KAl(SO4)2‧12H2O)。+3+2-K(aq)+Al(aq)+2SO4(aq)+12H2O(l)→KAl(SO4)2‧12H2O↓C.計算產率假設鋁罐的鋁材為純鋁，則製成明礬後可得明礬的理論產量(theoreticalyield)如下式：W(鋁片重)1莫耳明礬474.3克明礬理論產量(克)=´´27.0克/莫耳鋁1莫耳鋁1莫耳明礬明礬結晶物重量(克)產率(%)=´100%明礬理論產量(克)D.明礬(alum，KAl(SO4)2‧12H2O)明礬是透明無

6、色的八面體結晶，受熱時先溶解於其自身所含的結晶水中，繼續加熱，則失去水分而成白色粉末，稱為枯礬(burntalum)，明礬的用途為淨水以及染料的媒染劑、或造紙、製皮草等。實驗二鋁的回收-3-PDF檔案使用"pdfFactoryPro"試用版本建立www.ahasoft.com.tw/FinePrint普通化學實驗<上>三、藥品(藥品皆已配製，直接取藥即可)1.4M氫氧化鉀(Potassiumhydroxide,KOH(aq))：22克溶於少量水，稀釋至100mL體積量瓶標線，取15mL。2.9M硫酸(Sulfuricac

7、id,H2SO4(aq))：50mL濃硫酸加入水中稀釋至100mL體積量瓶標線，取8mL。四、器材A.抽屜拿出：1.燒杯：50mL×22.玻璃漏斗3.玻棒B.助教發配，實驗後歸還：1.剪刀C.其他器材：1.空鋁罐2.電子天平3.活性碳口罩4.水砂紙5.濾紙6.鋁箔紙實驗二鋁的回收-4-PDF檔案使用"pdfFactoryPro"試用版本建立www.ahasoft.com.tw/FinePrint普通化學實驗<上>五、步驟1.裁剪鋁罐片約3cm×3cm。2.實驗桌上墊條抹布，以水砂紙磨除鋁罐片外部的漆及內部的塑膠膜和氧化層

8、。(仔細有耐性的磨！)3.用剪刀將鋁罐片剪成碎片(越細小待會反應越快)，以秤量紙精秤0.3克，記錄至0.0001g，放入50mL燒杯中。4.以量筒取4MKOH(aq)15mL，戴上口罩，將KOH(aq)倒入裝有碎鋁片的燒杯中，開始反應。(注意！會產生嗆鼻的H2(g))。5.以玻棒攪拌，持續反應至氫氣不再產生(約半小時