Question

明矾石热料是制取氢氧化铝和钾肥的重要原料，明矾石热料含有Al₂（SO₄）₃、K₂SO₄和少量氧化铁杂质．实验步骤如下：

（1）操作①为

 

．操作②的主要目的是

 

．
（2）溶解步骤中，发生反应的离子方程式为

 

．
（3）沉淀物的主要成分是

 

．
（4）沉淀物加入NaOH溶液，发生反应的离子方程式为

 

．
（5）无色溶液A中除K⁺、NH₄⁺外，还有SO₄^2-，检验溶液中存在SO₄^2-的实验步骤是取少量无色溶液A于试管中

 

．

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：明矾石热料含有Al₂（SO₄）₃、K₂SO₄和少量氧化铁杂质，加足量的稀氨水，明矾石中的铝离子与氨水反应，过滤后沉淀A中含Fe₂O₃、Al（OH）₃，溶液中含钾离子、硫酸根离子、铵根离子，则无色溶液通过蒸发结晶过滤得到得到硫酸钾和硫酸铵作化肥，Fe₂O₃、Al（OH）₃中氢氧化铝溶于氢氧化钠生成偏铝酸钠，氧化铁不反应，过滤后向滤液中通二氧化碳可得到氢氧化铝沉淀．
（1）难溶物和溶液分开采取过滤的方法，通过操作2把氧化铁和偏铝酸钠溶液分开；
（2）明矾石加入足量的稀氨水中浸出时，铝离子和氨水反应生成氢氧化铝沉淀；
（3）氧化铁不溶于氨水，铝离子与氨水反应生成沉淀；
（4）氢氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水；
（5）按检验SO₄^2-的步骤解答．

解答： 解：明矾石热料含有Al₂（SO₄）₃、K₂SO₄和少量氧化铁杂质，加足量的稀氨水，明矾石中的铝离子与氨水反应，过滤后沉淀A中含Fe₂O₃、Al（OH）₃，溶液中含钾离子、硫酸根离子、铵根离子，则无色溶液通过蒸发结晶过滤得到得到硫酸钾和硫酸铵作化肥，Fe₂O₃、Al（OH）₃中氢氧化铝溶于氢氧化钠生成偏铝酸钠，氧化铁不反应，过滤后向滤液中通二氧化碳可得到氢氧化铝沉淀．
（1）难溶物和溶液分开采取过滤的方法，通过操作2把氧化铁和偏铝酸钠溶液分开，故答案为：过滤；把氧化铁和偏铝酸钠溶液分开；
（2）明矾石加入足量的稀氨水中浸出时，铝离子和氨水反应生成氢氧化铝沉淀，发生反应的离子方程式为Al³⁺+3NH₃．H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案为：Al³⁺+3NH₃．H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（3）氧化铁不溶于氨水，铝离子与氨水反应生成沉淀，沉淀A中含Fe₂O₃、Al（OH）₃，故答案为：Fe₂O₃、Al（OH）₃；
（4）氢氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，该离子反应为Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O，
故答案为：Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O；
（5）检验溶液中存在SO₄^2-，一般是先加入盐酸无现象，再加入氯化钡，若生成白色硫酸钡沉淀，证明含硫酸根离子，
故答案为：先加入盐酸无现象，再加入氯化钡，若生成白色硫酸钡沉淀，证明含硫酸根离子．

点评：本题考查较综合，涉及物质制备实验方案的设计，把握实验流程中发生的反应及分离方法为解答的关键，侧重分析能力及迁移应用能力的考查，题目难度中等．注意铝及其化合物的性质．