Question

高純度氧化鋁有廣泛的用途，某研究小組研究用以下流程制取高純度氧化鋁：

根據(jù)上述流程圖填空：
（1）“除雜”操作是加入過氧化氫后，用氨水調(diào)節(jié)溶液的pH約為8.0，以除去硫酸銨溶液中的少量Fe²⁺．請(qǐng)寫出在除去Fe²⁺離子的過程中，發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式

 

．
（2）通常條件下K_sp〔Fe（OH）₃〕=4.0×10^-38，除雜后溶液中c（Fe³⁺）約為

 

．
（3）配制硫酸鋁溶液時(shí)，需用硫酸酸化，酸化的目的是

 

．
（4）“結(jié)晶”這步操作中，母液經(jīng)蒸發(fā)濃縮至溶液表面剛出現(xiàn)薄層晶體即停止加熱，然后冷卻結(jié)晶，得到銨明礬晶體（含結(jié)晶水）．母液不能蒸干的原因是

 

．
（5）“分離”操作的名稱是

 

  （填字母代號(hào)）．A．蒸餾       B．分液       C．過濾
（6）銨明礬晶體的化學(xué)式為NH₄Al（SO₄）₂?12H₂O，在0.1mol/L銨明礬的水溶液中，離子濃度最大的離子是

 

，離子濃度最小的離子是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：金屬的回收與環(huán)境、資源保護(hù)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）H₂O₂溶液具有強(qiáng)氧化性，可以氧化亞鐵離子生成鐵離子，鐵離子在氨水存在的條件下生成氫氧化鐵紅褐色沉淀；
（2）根據(jù)氫氧化鐵的溶度積及PH=8計(jì)算出鐵離子濃度；
（3）鋁離子在溶液中能夠發(fā)生水解生成氫氧化鋁；
（4）蒸干會(huì)析出可溶性雜質(zhì)的析出，且Al³⁺水解程度增大；
（5）將晶體與溶液分離的操作是過濾；
（6）根據(jù)題中所給的化學(xué)式，利用銨根和鋁離子水解進(jìn)行解答即可．

解答： 解：（1）檢驗(yàn)Fe²⁺是否除盡的實(shí)驗(yàn)操作是：取少量除雜后的濾液，加適量H₂O₂溶液，振蕩，滴加KSCN溶液，若無明顯現(xiàn)象，說明Fe²⁺已除盡，
故答案為：取少量除雜后的濾液，加適量H₂O₂溶液，振蕩，滴加KSCN溶液，若無明顯現(xiàn)象，說明Fe²⁺已除盡；
（2）K_SP[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38，PH=8，溶液中氫氧根離子濃度為：1×10^-6mol/L，c（Fe³⁺）=

4.0×10-38

(1×10-6)3

mol/L=4.0×10^-20mol/L，
故答案為：4.0×10^-20mol/L；
（3）由于鋁離子在溶液中能夠發(fā)生水解生成氫氧化鋁，所以加入硫酸酸化，抑制了鋁離子的水解，故答案為：抑制Al³⁺水解；
（4）由于蒸干會(huì)析出可溶性雜質(zhì)的析出，且Al³⁺水解程度增大，所以母液不能蒸干，故答案為：減少可溶性雜質(zhì)的析出及Al³⁺水解；
（5）通過過濾，將硫酸鋁晶體從溶液中分離，所以C正確；
故選C；
（6）銨明礬晶體的化學(xué)式為NH₄Al（SO₄）₂?12H₂O，在0.1mol/L銨明礬的水溶液中，未水解前，c（Al³⁺）=c（NH₄⁺）=0.1mol/L，由于銨根和鋁離子均水解，水解結(jié)合水電離出的氫氧根，故水解后濃度均小于0.1mol/L，c（SO₄^2-）=0.2mol/L，0.2＞0.1，故答案為：SO₄^2-；OH^-．

點(diǎn)評(píng)：本題考查工藝流程、離子檢驗(yàn)、鹽類水解、對(duì)條件的控制選擇、物質(zhì)的分離提純等，理解工藝流程原理是解題的關(guān)鍵，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與靈活運(yùn)用能力，題目難度中等．