Question

某混合物A，含有KAl（SO₄）₂、Al₂O₃和Fe₂O₃，在一定条件下可实现如图所示的物质之间的变化：
据此回答下列问题：
（1）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是

 

．
（2）根据上述框图反应关系，写出下列B、C、D、E所含物质的化学式
固体B

 

；沉淀C

 

；沉淀D

 

．
（3）写出①、②、④三个反应方程式（属于离子反应的写离子方程式）
①

 

；
②

 

；
④

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：KAl（SO₄）₂溶于水，Al₂O₃和Fe₂O₃均不溶于水，混合物A加水溶解后，溶液中是KAl（SO₄）₂，沉淀C为Al₂O₃和Fe₂O₃；
由转化关系图可知，向沉淀C中加NaOH溶液，Fe₂O₃不反应，沉淀D为Fe₂O₃，Al₂O₃可与NaOH溶液反应生成NaAlO₂，向NaAlO₂溶液中加适量的盐酸可得Al（OH）₃沉淀，Al（OH）₃受热分解生成固体B为Al₂O₃；向KAl（SO₄）₂溶液中加过量氨水，溶液与过量氨水反应，Al³⁺被沉淀，得到氢氧化铝沉淀，溶液中E为K₂SO₄、（NH₄）₂SO₄，经过蒸发、结晶，得到K₂SO₄和（NH₄）₂SO₄，然后结合物质的性质及化学用语来解答．

解答： 解：KAl（SO₄）₂溶于水，Al₂O₃和Fe₂O₃均不溶于水，混合物A加水溶解后，溶液中是KAl（SO₄）₂，沉淀C为Al₂O₃和Fe₂O₃；
由转化关系图可知，向沉淀C中加NaOH溶液，Fe₂O₃不反应，沉淀D为Fe₂O₃，Al₂O₃可与NaOH溶液反应生成NaAlO₂，向NaAlO₂溶液中加适量的盐酸可得Al（OH）₃沉淀，Al（OH）₃受热分解生成固体B为Al₂O₃；向溶液中加过量氨水，溶液与过量氨水反应，Al³⁺被沉淀，得到氢氧化铝沉淀，溶液中E为K₂SO₄、（NH₄）₂SO₄，经过蒸发、结晶，得到K₂SO₄和（NH₄）₂SO₄，
（1）溶液和沉淀的分离利用过滤，故答案为：过滤；
（2）由上述分析可知B为Al₂O₃，C为Al₂O₃、Fe₂O₃，D为Fe₂O₃ 溶液E为K₂SO₄、（NH₄）₂SO₄，
故答案为：Al₂O₃；Al₂O₃、Fe₂O₃；Fe₂O₃；
（3）反应①为Al₂O₃+2NaOH+3H₂O=2Na[Al（OH）₄]，即Al₂O₃+2OH^-+3H₂O=2[Al（OH）₄]^-，
反应②为Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
反应④为2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3H₂O，
故答案为：Al₂O₃+2OH^-+3H₂O=2[Al（OH）₄]^-；Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3H₂O．

点评：本题考查混合物的分离，为高频考点，综合考查元素化合物性质，侧重Al、Fe及其化合物性质的考查，注意氧化铝的两性，明确发生的化学反应为解答的关键，题目难度中等．