高纯度氧化铝有广泛的用途.某研究小组研究用以下流程制取高纯度氧化铝:(1)“除杂操作是加入H2O2后.然后用氨水调节溶液的pH约为8.0.以除去硫酸铵溶液中少量的Fe2+．①酸性溶液中Fe2+与H2O2反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O．②过滤操作中所得到滤渣主要成分的化学式为Fe(OH)3,(2)检验上述流� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

19．高纯度氧化铝有广泛的用途，某研究小组研究用以下流程制取高纯度氧化铝：

（1）“除杂”操作是加入H₂O₂后，然后用氨水调节溶液的pH约为8.0，以除去硫酸铵溶液中少量的Fe²⁺．
①酸性溶液中Fe²⁺与H₂O₂反应的离子方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
②过滤操作中所得到滤渣主要成分的化学式为Fe（OH）₃；
（2）检验上述流程中“过滤”后杂质是否除尽的实验方法取少量过滤后溶液于试管中，滴入几滴KSCN溶液，若溶液未变红色，说明杂质已经除尽．
（3）配制硫酸铝溶液时，需用硫酸酸化的目的是抑制（防止）Al³⁺水解．
（4）“结晶”操作中，母液经蒸发浓缩至溶液表面刚出现薄层晶体即停止加热，然后冷却结晶，得到铵明矾晶体（含结晶水），母液不能蒸干的原因是减少可溶性杂质的析出及Al³⁺水解，防止晶体失去结晶水，避免可溶性杂质结晶析出．
（5）铵明矾晶体的化学式为NH₄Al（SO₄）₂•12H₂O，在0.1mol/L铵明矾的水溶液中，c（NH₄⁺）、c（Al³⁺）、c（SO₄^2-）三种离子浓度由大到小的顺序为c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（Al³⁺）．

分析由工艺流程可知，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，Fe³⁺使转化为Fe（OH）₃，过滤后滤液主要含硫酸铵，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、干燥等最终得到硫酸铝铵晶体，硫酸铝铵晶体热分解得到氧化铝．
（1）①酸性溶液中Fe²⁺与H₂O₂反应，过氧化氢具有氧化性氧化亚铁离子为铁离子，结合电荷守恒和原子守恒配平书写；
②H₂O₂溶液具有强氧化性，可以氧化亚铁离子生成铁离子，铁离子在氨水存在的条件下生成氢氧化铁红褐色沉淀；
（2）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，Fe³⁺使转化为Fe（OH）₃，过滤后的滤液中可能含有Fe³⁺，用KSCN溶液检验是否含有Fe³⁺；
（3）铝离子在溶液中能够发生水解生成氢氧化铝；
（4）蒸干会析出可溶性杂质的析出，且Al³⁺水解程度增大，防止晶体失去结晶水，避免可溶性杂质结晶析出；
（5）根据题中所给的化学式，利用铵根和铝离子水解进行解答即可．

解答解：（1）①酸性溶液中Fe²⁺与H₂O₂反应，过氧化氢具有氧化性氧化亚铁离子为铁离子，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
②H₂O₂溶液具有强氧化性，可以氧化亚铁离子生成铁离子，铁离子在氨水存在的条件下生成氢氧化铁红褐色沉淀，反应的离子方程式：2Fe²⁺+H₂O₂+4NH₃•H₂O=2Fe（OH）₃↓+4NH₄⁺，过滤操作中所得到滤渣主要成分氢氧化铁，
故答案为：Fe（OH）₃；
（2）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，Fe³⁺使转化为Fe（OH）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，
故答案为：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；
（3）由于铝离子在溶液中能够发生水解生成氢氧化铝，所以加入硫酸酸化，抑制了铝离子的水解，
故答案为：抑制Al³⁺水解；
（4）由于蒸干会析出可溶性杂质的析出，且Al³⁺水解程度增大，防止晶体失去结晶水，避免可溶性杂质结晶析出，所以母液不能蒸干，
故答案为：减少可溶性杂质的析出及Al³⁺水解，防止晶体失去结晶水，避免可溶性杂质结晶析出；
（5）铵明矾晶体的化学式为NH₄Al（SO₄）₂•12H₂O，在0.1mol/L铵明矾的水溶液中，未水解前，c（Al³⁺）=c（NH₄⁺）=0.1mol/L，由于铵根和铝离子均水解，水解结合水电离出的氢氧根，故水解后浓度均小于0.1mol/L，c（Al³⁺）＜c（NH₄⁺），c（SO₄^2-）=0.2mol/L，离子浓度为，c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（Al³⁺），
故答案为：c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（Al³⁺）．

点评本题考查工艺流程、离子检验、盐类水解、对条件的控制选择、物质的分离提纯等，理解工艺流程原理是解题的关键，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力，题目难度中等．

练习册系列答案

17．I．某课外小组的同学用下图甲所示的装置制取乙酸乙酯，他们在试管A中按顺序加入碎瓷片、乙醇、浓硫酸和乙酸，然后加热制取．请回答：

（1）小试管B中的液体是饱和碳酸钠溶液．
（2）小试管B中的导管不能伸入到液面下，原因是防止倒吸．
（3）装置中有一个明显错误，改正后才能制取．此错误是试管B口用了橡皮塞．
Ⅱ．小组用该装置加入乙醇和浓硫酸制取乙烯．小组同学分析：因装置有缺陷必有SO₂生成．为确认所制气体中有乙烯和SO₂，他们设计实验：将生成的气体通入图乙装置．试回答下列问题．
（4）如图乙所示①②③④装置盛放的试剂是（将下列有关试剂的编号填入空格内）．
①A；②B；③A；④D
A．品红溶液 B．NaOH溶液 C．浓硫酸 D．酸性高锰酸钾溶液
（5）装置①中的现象是品红溶液褪色
（6）使用装置③的目的是验证二氧化硫已除净
（7）确认含有乙烯的现象是装置③中品红溶液不褪色，装置④高锰酸钾酸性溶液褪色
（8）实验中，在生成乙烯前有一种副产有机物，结构简式为C₂H₅-O-C₂H₅．

7．关于盐类水解，下列叙述不正确的是（　　）

	A．	是中和反应的逆反应
	B．	水的电离平衡被破坏
	C．	盐类水解破坏盐的电离平衡
	D．	配制硫酸铜溶液时，加入适量的硫酸，是为了抑制硫酸铜的水解

14．X、Y、Z、Q、E五种元素中，X原子核外的M层中只有两对成对电子，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Z是地壳内含量（质量分数）最高的元素，Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和，E在元素周期表的各元素中电负性最大．请回答下列问题：
（1）X、Y的元素符号依次为S、C；
（2）XZ₂与YZ₂分子的立体结构分别是V形和直线形，相同条件下两者在水中的溶解度较大的是SO₂（写分子式），理由是CO₂是非极性分子，SO₂和H₂O都是极性分子，根据“相似相溶规则”，SO₂在H₂O中的溶解度较大；
（3）Q的元素符号是Cr，它属于第四周期，它的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，在形成化合物时它的最高化合价为+6；
（4）用氢键表示式写出E的氢化物溶液中存在的所有氢键F-H…F、F-H…O；O-H…F、O-H…O．
（5）YZ₂在固态时为分子晶体，1mol YZ₂中含σ键2mol，π键2mol．

4．一定温度下，向一个容积为2L的真空密闭容器中（事先装入催化剂）通入1mol N₂和3mol H₂，发生下列反应：N₂+3H₂$?_{催化剂}^{高温、高压}$2NH₃．3min后测得密闭容器内的压强是起始时的0.9倍，在此时间内v（H₂）是（　　）

11．能够证明乙醇分子（C₂H₆O）组成的最充分的理由是（　　）

	A．	23g乙醇与足量的金属钠反应，可以放出0.25mol 氢气
	B．	1mol 乙醇充分燃烧生成2mol CO₂ 和3mol H₂O，消耗3mol O₂
	C．	乙醇的沸点高于乙烷
	D．	1mol 乙醇氧化后生成1mol 乙醛

8．下列实验或方案正确的是（　　）

	A．	在漂白粉中滴入70%的硫酸，立即产生黄绿色气体，说明硫酸具有氧化性
	B．	久置的酚酞试液有白色沉淀（未变质），加入少量酒精，沉淀消失，再将该溶液滴入NaOH溶液，变红，说明酚酞易溶于酒精
	C．	在淀粉溶液中加入适量稀硫酸微热，向水解后的溶液中加入新制Cu（OH）₂浊液并加热，无红色沉淀，说明淀粉未水解
	D．	检验蔗糖水解产物具有还原性：在蔗糖水解后的溶液中先加入适量稀NaOH溶液中和，再加入新制的银氨溶液

取代反应
（式中的R为 CH₃（CH₂）₁₅CH₂-）

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