题目内容

纳米氧化铝在陶瓷材料、电子工业、生物医药等方面有广阔的应用前景，它可通过硫酸铝铵晶体热分解得到．[已知：硫酸铝铵晶体的化学式为Al2（NH4）2（SO4）4?24H2O，相对分子质量为906]
（1）制备硫酸铝铵晶体的实验流程如下：

①检验上述流程中“过滤”后杂质是否除尽的实验方法是
 
．
②上述流程中，“分离”所包含的操作依次为：
 
、
 
、过滤、洗涤、干燥．
（2）取4.53g 硫酸铝铵晶体加热分解，最终剩余0.51g Al2O3固体．加热过程中，固体质量随温度的变化如图所示．

请通过计算确定400℃时剩余固体成分的化学式（写出计算过程）．
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,制备实验方案的设计
专题：实验设计题
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，氢氧化铝与硫酸混合反应生成硫酸铝溶液，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，
（1）①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+；
②由工艺流程可知，流程中“分离”是从溶液中获得晶体，操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等；
（2）计算晶体中水的质量，根据固体质量差，计算晶体中剩余结晶水的质量，进而计算剩余固体中n[（NH4）Al（SO4）2]：n（H2O），据此书写化学式．
解答： 解：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，氢氧化铝与硫酸混合反应生成硫酸铝溶液，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；
（1）①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；
②由工艺流程可知，流程中“分离”是从溶液中获得晶体，操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等，故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；
（2）取4.53g硫酸铝铵晶体的物质的量为
4.53g
906g/mol
=0.005mol，
4.53g硫酸铝铵晶体中水的质量为0.005mol×24×18g/mol=2.16g，
加热400℃时固体质量减少△m=4.53g-2.46g=2.07g＜2.16g
剩余固体中结晶水的物质的量为
2.16g-2.07g
18g/mol
=0.005mol．
剩余固体中n[（NH4）2Al2（SO4）4]：n（H2O）=0.005mol：0.005mol=1：1，
故400℃时剩余固体成分的化学式为（NH4）2Al2（SO4）4?H2O．
答：400℃时剩余固体成分的化学式为（NH4）2Al2（SO4）4?H2O．
点评：本题考查镁铝及其化合物的性质，对工艺流程理解、常用化学用语、盐类水解、物质的分离提纯与离子检验、化学计算等，综合性较大，难度较高，需要学生具备扎实的基础与运用知识分析解决问题的能力．
练习册系列答案
相关题目
下列实验操作及结论均正确的是（　　）
A、分液操作时，分液漏斗中下层液体从下端放出，上层液体从上口倒出
B、某固体中加入稀盐酸，产生无色无味且能使澄清石灰水变浑浊的气体，证明该固体中一定含有CO32-
C、向待测溶液中先加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，再加入足量盐酸，沉淀不溶解，证明溶液中一定含有SO42-
D、用浓硫酸配制一定物质的量浓度的稀硫酸时，将浓硫酸稀释后，应冷却至室温后再转移到容量瓶中
某有机物的化学式为C5H10O，它能发生银镜反应．若将其跟H2加成所得产物的结构简式不可能是（　　）
A、CH3（CH2）3CH2OH
B、CH3CH2CH（CH3）CH2OH
C、（CH3）2CHCH2CH2OH
D、（CH3CH2）2CHOH
（1）如图分别是温度计、量筒、滴定管的一部分，则：量筒应该是
 
 读数为
 
 mL，滴定管应该是
 
读数为
 
 mL，温度计应该是
 
．
（2）实验室有一瓶混有氯化钠的氢氧化钠固体试剂，为了验证其纯度，用已知浓度的盐酸进行滴定，试回答下列问题：
①称取一定质量固体试剂配制100mL溶液．
②将标准盐酸装在25.00mL   滴定管中，调节液面位置在
 
，并记下刻度．
③取20.00mL待测液，待测定．该项实验操作的主要仪器有
 
．
用
 
  试剂作指示剂…
④下列实验操作会引起氢氧化钠含量偏高的是
 
．
A．滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定后滴定管尖嘴无气泡
B．中和滴定时，锥形瓶内有少量蒸馏水
C．酸式滴定管用蒸馏水洗后，用标准液润洗2-3次
D．读取滴定管终点读数时，仰视刻度线．
碱式碳酸铜[Cu2（OH）2C03]是一种用途广泛的化工原料．工业上可用电子工业中刻蚀线路板的酸性废液（主要成分有FeCl3、CuCl2、FeCl2）制备，其制备过程如图：

查阅资料知，通过调节溶液的酸碱性可使Cu2+、Fe2+、Fe3+生成沉淀的pH如下：
物质Cu（OH）2Fe（OH）2Fe（OH）3
开始沉淀pH6.07.51，4
沉淀完全pH13143.7
（1）氯酸钠的作用是
 
；
（2）调节溶液A的pH范围为
 
，可以选择的试剂是
 
．（填序号）．
a．氨水    b．硫酸铜    c．氢氧化铜    d．碳酸铜
（3）反应B的温度要控制在60℃左右，且保持恒温，可采用的加热方法是
 
．
（4）已知滤液中含有碳酸氢钠，写出生成碱式碳酸铜的离子方程式：
 
．
（5）过滤得到的产品洗涤时，如何判断产品已经洗净
 
．
由C、Cu、FeCO3、铜锈[主要成分为Cu2（OH）2CO3]组成的固体混合物，进行了如图所示的实验过程：

回答下列问题：
（1）无色气体1的成分是：
 
．
（2）混合物乙中加入NaNO3后，写出一个可能产生无色气体2的反应的离子方程式：
 
．
（3）溶液X中含有的金属阳离子是
 
．
（4）无色气体3成分是
 
，已知固体混合物丁的质量为5.6g，在标准状况下无色气体3的体积为14.56L，求无色气体3各成分的物质的量：
 
．（写出具体的计算过程）
某同学拟以A、C两种烃合成有机物F，合成的路线如下图所示：

（1）①和④的反应类型为：①
 
④
 

（2）A、B的结构简式为：A
 
B
 

（3）②、④的反应方程式为：②
 
④
 
．
按要求回答下列问题．
（1）根据系统命名法，的名称是
 
；
（2）顺-2-丁烯的结构简式是
 
．
（3）某烃的分子量为 72，跟氯气反应生成的一氯代物只有一种，该烃的结构简式为
 
．
过碳酸钠（2Na2CO3?3H2O2）是一种集洗涤、漂白、杀菌于一体的氧系漂白剂，该晶体具有Na2CO3和H2O2的双重性质．利用图2装置制备过碳酸钠，在冷水浴中充分反应后，按图1流程可获得过碳酸钠产品．
洗涤、干燥2Na2CO3 3H2O2固体滤液X反应液过滤图如图1

（1）恒压滴液漏斗中支管的作用是
 
．
（2）制备过碳酸钠的关键是
 
．
（3）如果配制过碳酸钠的水中含有铁离子，不仅会削弱洗涤剂的去污能力，甚至完全失去杀菌作用．试分析其中的原因（写出其中一种即可，用方程式表示）
 
．
（4）某化学学习小组为了定性探究铁离子对这种新型漂白剂的不良影响，取该漂白剂100mL，加入25g FeCl3固体，产生大量无色无味气体，用贮气瓶收集气体．请选用下列试剂和实验用品完成气体成分的探究过程：0.1mol/L NaOH溶液、8.0mol/L NaOH溶液、澄清石灰水、0.01mol/L KMnO4溶液、BaCl2稀溶液、品红溶液、蒸馏水、木条、酒精灯、火柴、洗气瓶．
①提出假设：对该气体成分提出合理假设．
假设1：气体是O2；   假设2：气体是
 
；  假设3：气体是CO2．
②设计方案：设计实验方案证明你的假设，在下表中完成实验步骤、预期现象与结论：
实验步骤预期现象与结论
将气体依次通入盛有
 
、
 
的洗气瓶中，
 
．		①
 

②
 

③
 

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