Question

15．某化学兴趣小组按照下列方案进行“由含铁废铝制备硫酸铝晶体”的实验：
步骤1：取一定量含铁废铝，加足量的NaOH溶液，反应完全后过滤．
步骤2：边搅拌边向溶液中滴加稀硫酸至溶液pH=8～9，静置、过滤、洗涤．
步骤3：将步骤2中得到的固体溶于足量的稀硫酸．
步骤4：将得到的溶液范发浓缩、冷却、结晶、过滤、干燥．
请回答以下问题：
（1）上述实验中的过滤操作需要玻璃棒、烧杯、漏斗等玻璃仪器．
（2）步骤1过滤的目的是除去铁等不溶于碱的杂质．
（3）当步骤2中溶液的pH=8～9时，检验沉淀是否完全的方法是取上层清液，逐滴加入稀硫酸，若变浑浊则说明沉淀不完全，若不变浑浊则说明沉淀完全．
（4）步骤2中溶液的pH较难控制，可改用通入足量CO₂气体．

Answer 1

分析 根据实验步骤可知：由含铁废铝制备硫酸铝晶体原理是用氢氧化钠溶液溶解铝，过滤除掉杂质铁，然后调节PH得到氢氧化铝沉淀，氢氧化铝和稀硫酸溶液反应生成硫酸铝，蒸发浓缩、冷却、结晶、过滤、干燥后得到硫酸铝固体．
（1）过滤操作中需要的玻璃仪器有：烧杯、漏斗、玻璃棒；
（2）Al能与氢氧化钠溶液反应，铁不能与氢氧化钠溶液反应，过滤为了固液分离；
（3）沉淀完全后上层清液里就没有AlO₂^-，只要检验上层清液里有无AlO₂^-就可以了；
（4）根据氢氧化铝不能被碳酸溶解，偏铝酸钠可以和二氧化碳之间反应生成氢氧化铝沉淀来回答．

解答 解：根据实验步骤可知：由含铁废铝制备硫酸铝晶体原理是用氢氧化钠溶液溶解铝，过滤除掉杂质铁，然后调节PH得到氢氧化铝沉淀，氢氧化铝和稀硫酸溶液反应生成硫酸铝，蒸发浓缩、冷却、结晶、过滤、干燥后得到硫酸铝固体．
（1）过滤操作中需要大小烧杯各一个、过滤器需要漏斗、玻璃棒用作引流，因此过滤操作中需要的玻璃仪器有：烧杯、漏斗、玻璃棒，
故答案为：烧杯；漏斗；
（2）Al能与氢氧化钠溶液反应，铁不能与氢氧化钠溶液反应，通过过滤将杂质铁从溶液中除掉，故答案为：除去铁等不溶于碱的杂质；
（3）检验沉淀是否完全的方法是取上层清液，逐滴加入稀硫酸，若变浑浊则说明沉淀不完全，若不变浑浊则说明沉淀完全，
故答案为：取上层清液，逐滴加入稀硫酸，若变浑浊则说明沉淀不完全，若不变浑浊则说明沉淀完全；
（4）边搅拌边向滤液中滴加稀硫酸至溶液的pH=8～9，目的是生成氢氧化铝，可利用往偏铝酸钠溶液中通入足量CO₂气体的方法，2H₂O+AlO₂^-+CO₂=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，不必控制溶液的PH就可得到最大量的沉淀，故答案为：通入足量CO₂气体．

点评 本题考查金属铝的重要性质和实验操作，铝能与强碱性溶液反应是其他一般金属不具有的化学性质，掌握化学反应原理才能分析出实验步骤的目的，整合性较强，难度一般．