Question

17．某Al₂O₃樣品中含有一定量的Cu、Fe、Fe₂O₃雜質(zhì)．現(xiàn)通過下列生產(chǎn)過程，從該樣品中提純Al₂O₃，并回收鐵紅．流程如圖：

（1）操作①是過濾，在實驗室進(jìn)行該操作需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒．
（2）試劑①是NaOH溶液，該反應(yīng)的離子方程式是Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O．
（3）固體①加入適量稀鹽酸，可能發(fā)生的反應(yīng)有：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺（用離子方程式表達(dá)）．
（4）溶液③中鐵元素的存在形式是Fe²⁺，如何用實驗證明：取少量溶液，加入1滴KSCN溶液不顯紅色，再加入氯水，溶液變紅，說明溶液中鐵元素以Fe²⁺形式存在．
（5）溶液③中通入某氣體，該氣體可以是O₂或Cl₂（任寫一種的化學(xué)式），紅褐色固體制得鐵紅的化學(xué)方程式是2Fe（OH）₃═Fe₂O₃+3H₂O．

Answer 1

分析 Al₂O₃樣品中含有一定量的Cu、Fe、Fe₂O₃雜質(zhì)，根據(jù)題中流程圖可知，樣品與試劑①反應(yīng)得溶液①再通入二氧化碳得白色沉淀，可推知試劑①為氫氧化鈉，得到的固體①為Cu、Fe、Fe₂O₃，溶液①為偏鋁酸鈉溶液，通入過量二氧化碳后得溶液②為碳酸氫鈉溶液，白色固體②為氫氧化鋁，氫氧化鋁受熱分解得氧化鋁，固體①中加入鹽酸得固體粉末中鐵有剩余，則溶液③中主要含有Fe²⁺，經(jīng)過操作①得紅褐色固體應(yīng)為氫氧化鐵，所以通入的氣體應(yīng)為氧化劑，可以是O₂或Cl₂，氫氧化鐵受熱分解得氧化鐵，據(jù)此答題．

解答 解：Al₂O₃樣品中含有一定量的Cu、Fe、Fe₂O₃雜質(zhì)，根據(jù)題中流程圖可知，樣品與試劑①反應(yīng)得溶液①再通入二氧化碳得白色沉淀，可推知試劑①為氫氧化鈉，得到的固體①為Cu、Fe、Fe₂O₃，溶液①為偏鋁酸鈉溶液，通入過量二氧化碳后得溶液②為碳酸氫鈉溶液，白色固體②為氫氧化鋁，氫氧化鋁受熱分解得氧化鋁，固體①中加入鹽酸得固體粉末中鐵有剩余，則溶液③中主要含有Fe²⁺，經(jīng)過操作①得紅褐色固體應(yīng)為氫氧化鐵，所以通入的氣體應(yīng)為氧化劑，可以是O₂或Cl₂，氫氧化鐵受熱分解得氧化鐵，
（1）經(jīng)過操作①得紅褐色固體和溶液④，所以操作①應(yīng)是過濾，過濾需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒，
故答案為：過濾；燒杯、漏斗、玻璃棒；
（2）根據(jù)上面的分析可知，試劑①是NaOH溶液，氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)的離子方程式是Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，
故答案為：NaOH溶液；Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；
（3）固體①為Cu、Fe、Fe₂O₃的混合物，固體①加入適量稀鹽酸，可能發(fā)生的反應(yīng)有Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，
故答案為：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（4）根據(jù)上面的分析可知，溶液③中鐵元素的存在形式是Fe²⁺，用實驗證明的方法是取少量溶液，加入1滴KSCN溶液不顯紅色，再加入氯水，溶液變紅，說明溶液中鐵元素以Fe²⁺形式存在，
故答案為：Fe²⁺；取少量溶液，加入1滴KSCN溶液不顯紅色，再加入氯水，溶液變紅，說明溶液中鐵元素以Fe²⁺形式存在；
（5）根據(jù)上面的分析可知，溶液③中通入某氣體，該氣體可以是O₂或Cl₂，紅褐色固體為氫氧化鐵，加熱制得鐵紅為氧化鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程為2Fe（OH）₃═Fe₂O₃+3H₂O，
故答案為：O₂或Cl₂；2Fe（OH）₃═Fe₂O₃+3H₂O．

點評 本題考查從Al₂O₃樣品中提取氧化鋁的工藝流程，題目難度中等，正確理解制備流程及反應(yīng)原理為解答關(guān)鍵，注意掌握鋁及其化合物性質(zhì)，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力．