Question

【题目】纳米氧化铝在陶瓷、电子、生物医药等方面有广泛的用途，它可通过硫酸铝铵晶体热分解得到[已知：硫酸铝铵晶体的化学式为Al2（NH4）2（SO4）424H2O，相对分子质量为906]．制备硫酸铝铵晶体的实验流程如下：

（1）H2O2氧化FeSO4的离子方程式为 ．
（2）加入氨水的目的是 ， 其化学反应方程式为 ．
（3）若要保证产品的纯度，必须检验加入氨水后杂质是否除尽．其实验操作是：用试管取少量滤液， ， 则说明杂质已除净．
（4）上述流程中，“分离”所包含的操作依次为：、、过滤、洗涤、干燥；请完成硫酸铝铵晶体高温分解的化学方程式：2Al2（NH4）2（SO4）424H2O═ Al2O3+NH3↑+SO3↑+ ．
（5）取4.53g 硫酸铝铵晶体加热分解，最终剩余0.51g Al2O3固体．加热过程中，固体质量随温度的变化如图2所示．请计算确定400℃时（硫酸铵未分解）剩余固体成分的化学式为（H：1 N：14O：16 Al：27 S：32）

Answer 1

【答案】
（1）H2O2+2Fe2++2H+═2 Fe3++2H2O
（2）沉淀杂质Fe3+；Fe2（SO4）3+6NH3?H2O═2Fe（OH）3↓+3（NH4）2SO4
（3）加几滴KSCN溶液，若溶液不变红色
（4）蒸发浓缩；冷却结晶；2；4；8；50H2O
（5）（NH4）2Al2（SO4）4?H2O
【解析】解：由工艺流程可知，加入过氧化氢将溶液中Fe2+氧化为Fe3+ ， 加入氨水调节溶液pH值，使Fe3+转化为Fe（OH）3过滤除去，过滤后滤液主要含硫酸铵，氢氧化铝与硫酸混合反应生成硫酸铝溶液，再将硫酸铵和硫酸铝溶液混合反应，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作，最终得到硫酸铝铵晶体．
（1.）加入过氧化氢将溶液中Fe2+氧化为Fe3+ ， 反应离子方程式为：H2O2+2Fe2++2H+═2 Fe3++2H2O，所以答案是：H2O2+2Fe2++2H+═2 Fe3++2H2O；
（2.）加入氨水调节溶液pH值，Fe3+使转化为Fe（OH）3 ， 反应方程式为：Fe2（SO4）3+6NH3H2O═2Fe（OH）3↓+3（NH4）2SO4所以答案是：沉淀杂质Fe3+；Fe2（SO4）3+6NH3H2O═2Fe（OH）3↓+3（NH4）2SO4；
（3.）过滤后的滤液中可能含有Fe3+ ， 取少许滤液于试管中，加几滴KSCN溶液，若溶液不变红色，则杂质已除尽．所以答案是：加几滴KSCN溶液，若溶液不变红色；
（4.）流程中“分离”是从溶液中获得晶体，操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等，反应中各元素化合价未变，没有发生氧化还原反应，根据原子守恒，可知缺项物质为水，配平后反应方程式为：2Al2（NH4）2（SO4）424H2O═2Al2O3+4NH3↑+8SO3↑+50H2O，所以答案是：蒸发浓缩、冷却结晶；2、4、8、50H2O；
（5.）4.53g硫酸铝铵晶体的物质的量为 =0.01mol，
4.53g硫酸铝铵晶体中水的质量为0.01mol×12×18g/mol=2.16g，
加热400℃时固体质量减少△m=4.53g﹣2.46g=2.07g＜2.16g
剩余固体中结晶水的物质的量为 =0.005mol．
剩余固体中n[（NH4）Al（SO4）2]：n（H2O）=0.01mol：0.005mol=2：1，
故400℃时剩余固体成分的化学式为（NH4）2Al2（SO4）4H2O，所以答案是：（NH4）2Al2（SO4）4H2O．