Question

明礬石熱料是制取氫氧化鋁和鉀肥的重要原料，明礬石熱料含有Al₂（SO₄）₃、K₂SO₄和少量氧化鐵雜質．實驗步驟如下：

（1）操作①為

 

．操作②的主要目的是

 

．
（2）溶解步驟中，發生反應的離子方程式為

 

．
（3）沉淀物的主要成分是

 

．
（4）沉淀物加入NaOH溶液，發生反應的離子方程式為

 

．
（5）無色溶液A中除K⁺、NH₄⁺外，還有SO₄^2-，檢驗溶液中存在SO₄^2-的實驗步驟是取少量無色溶液A于試管中

 

．

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題

分析：明礬石熱料含有Al₂（SO₄）₃、K₂SO₄和少量氧化鐵雜質，加足量的稀氨水，明礬石中的鋁離子與氨水反應，過濾后沉淀A中含Fe₂O₃、Al（OH）₃，溶液中含鉀離子、硫酸根離子、銨根離子，則無色溶液通過蒸發結晶過濾得到得到硫酸鉀和硫酸銨作化肥，Fe₂O₃、Al（OH）₃中氫氧化鋁溶于氫氧化鈉生成偏鋁酸鈉，氧化鐵不反應，過濾后向濾液中通二氧化碳可得到氫氧化鋁沉淀．
（1）難溶物和溶液分開采取過濾的方法，通過操作2把氧化鐵和偏鋁酸鈉溶液分開；
（2）明礬石加入足量的稀氨水中浸出時，鋁離子和氨水反應生成氫氧化鋁沉淀；
（3）氧化鐵不溶于氨水，鋁離子與氨水反應生成沉淀；
（4）氫氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和水；
（5）按檢驗SO₄^2-的步驟解答．

解答： 解：明礬石熱料含有Al₂（SO₄）₃、K₂SO₄和少量氧化鐵雜質，加足量的稀氨水，明礬石中的鋁離子與氨水反應，過濾后沉淀A中含Fe₂O₃、Al（OH）₃，溶液中含鉀離子、硫酸根離子、銨根離子，則無色溶液通過蒸發結晶過濾得到得到硫酸鉀和硫酸銨作化肥，Fe₂O₃、Al（OH）₃中氫氧化鋁溶于氫氧化鈉生成偏鋁酸鈉，氧化鐵不反應，過濾后向濾液中通二氧化碳可得到氫氧化鋁沉淀．
（1）難溶物和溶液分開采取過濾的方法，通過操作2把氧化鐵和偏鋁酸鈉溶液分開，故答案為：過濾；把氧化鐵和偏鋁酸鈉溶液分開；
（2）明礬石加入足量的稀氨水中浸出時，鋁離子和氨水反應生成氫氧化鋁沉淀，發生反應的離子方程式為Al³⁺+3NH₃．H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案為：Al³⁺+3NH₃．H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（3）氧化鐵不溶于氨水，鋁離子與氨水反應生成沉淀，沉淀A中含Fe₂O₃、Al（OH）₃，故答案為：Fe₂O₃、Al（OH）₃；
（4）氫氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和水，該離子反應為Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O；
（5）檢驗溶液中存在SO₄^2-，一般是先加入鹽酸無現象，再加入氯化鋇，若生成白色硫酸鋇沉淀，證明含硫酸根離子，
故答案為：先加入鹽酸無現象，再加入氯化鋇，若生成白色硫酸鋇沉淀，證明含硫酸根離子．

點評：本題考查較綜合，涉及物質制備實驗方案的設計，把握實驗流程中發生的反應及分離方法為解答的關鍵，側重分析能力及遷移應用能力的考查，題目難度中等．注意鋁及其化合物的性質．