Question

17．某Al₂O₃样品中含有一定量的Cu、Fe、Fe₂O₃杂质．现通过下列生产过程，从该样品中提纯Al₂O₃，并回收铁红．流程如图：

（1）操作①是过滤，在实验室进行该操作需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒．
（2）试剂①是NaOH溶液，该反应的离子方程式是Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O．
（3）固体①加入适量稀盐酸，可能发生的反应有：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺（用离子方程式表达）．
（4）溶液③中铁元素的存在形式是Fe²⁺，如何用实验证明：取少量溶液，加入1滴KSCN溶液不显红色，再加入氯水，溶液变红，说明溶液中铁元素以Fe²⁺形式存在．
（5）溶液③中通入某气体，该气体可以是O₂或Cl₂（任写一种的化学式），红褐色固体制得铁红的化学方程式是2Fe（OH）₃═Fe₂O₃+3H₂O．

Answer 1

分析 Al₂O₃样品中含有一定量的Cu、Fe、Fe₂O₃杂质，根据题中流程图可知，样品与试剂①反应得溶液①再通入二氧化碳得白色沉淀，可推知试剂①为氢氧化钠，得到的固体①为Cu、Fe、Fe₂O₃，溶液①为偏铝酸钠溶液，通入过量二氧化碳后得溶液②为碳酸氢钠溶液，白色固体②为氢氧化铝，氢氧化铝受热分解得氧化铝，固体①中加入盐酸得固体粉末中铁有剩余，则溶液③中主要含有Fe²⁺，经过操作①得红褐色固体应为氢氧化铁，所以通入的气体应为氧化剂，可以是O₂或Cl₂，氢氧化铁受热分解得氧化铁，据此答题．

解答 解：Al₂O₃样品中含有一定量的Cu、Fe、Fe₂O₃杂质，根据题中流程图可知，样品与试剂①反应得溶液①再通入二氧化碳得白色沉淀，可推知试剂①为氢氧化钠，得到的固体①为Cu、Fe、Fe₂O₃，溶液①为偏铝酸钠溶液，通入过量二氧化碳后得溶液②为碳酸氢钠溶液，白色固体②为氢氧化铝，氢氧化铝受热分解得氧化铝，固体①中加入盐酸得固体粉末中铁有剩余，则溶液③中主要含有Fe²⁺，经过操作①得红褐色固体应为氢氧化铁，所以通入的气体应为氧化剂，可以是O₂或Cl₂，氢氧化铁受热分解得氧化铁，
（1）经过操作①得红褐色固体和溶液④，所以操作①应是过滤，过滤需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，
故答案为：过滤；烧杯、漏斗、玻璃棒；
（2）根据上面的分析可知，试剂①是NaOH溶液，氧化铝与氢氧化钠反应的离子方程式是Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，
故答案为：NaOH溶液；Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；
（3）固体①为Cu、Fe、Fe₂O₃的混合物，固体①加入适量稀盐酸，可能发生的反应有Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，
故答案为：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺；
（4）根据上面的分析可知，溶液③中铁元素的存在形式是Fe²⁺，用实验证明的方法是取少量溶液，加入1滴KSCN溶液不显红色，再加入氯水，溶液变红，说明溶液中铁元素以Fe²⁺形式存在，
故答案为：Fe²⁺；取少量溶液，加入1滴KSCN溶液不显红色，再加入氯水，溶液变红，说明溶液中铁元素以Fe²⁺形式存在；
（5）根据上面的分析可知，溶液③中通入某气体，该气体可以是O₂或Cl₂，红褐色固体为氢氧化铁，加热制得铁红为氧化铁，反应的化学方程为2Fe（OH）₃═Fe₂O₃+3H₂O，
故答案为：O₂或Cl₂；2Fe（OH）₃═Fe₂O₃+3H₂O．

点评 本题考查从Al₂O₃样品中提取氧化铝的工艺流程，题目难度中等，正确理解制备流程及反应原理为解答关键，注意掌握铝及其化合物性质，试题侧重考查学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力．