Question

15．某混合物A含有Al₂（SO4）₃、Al₂O₃和FeO，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过滤．
（2）写出反应①、②、③、④四个反应的方程式（是离子反应的写离子方程式）
①Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；②Al³⁺+3NH₃．H₂O=3NH₄⁺+Al（OH）₃↓；③AlO₂^-+H₂O+H⁺=Al（OH）₃↓；④2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O．
（3）如果把步骤③中适量的盐酸改为过量的二氧化碳，则反应的离子方程式AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．
（4）在空气中将NaOH溶液滴入F溶液中，观察到的现象是先生成白色沉淀，然后迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，写出最终反应的化学方程式为4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．

Answer 1

分析 Al₂（SO₄）₃溶于水，Al₂O₃和FeO均不溶于水，混合物A加水溶解后，溶液中是Al₂（SO₄）₃，沉淀C为Al₂O₃和FeO；由转化关系图可知，向沉淀C中加NaOH溶液，FeO不反应，沉淀D为FeO，Al₂O₃可与NaOH溶液反应生成NaAlO₂，向NaAlO₂溶液中通入CO₂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（NH₄）₂SO₄，经过蒸发、结晶，得到（NH₄）₂SO₄，然后结合物质的性质及化学用语来解答．

解答 解：Al₂（SO₄）₃溶于水，FeO和Fe₂O₃均不溶于水，混合物A加水溶解后，溶液中是Al₂（SO₄）₃，沉淀C为Al₂O₃和FeO；
由转化关系图可知，向沉淀C中加NaOH溶液，FeO不反应，沉淀D为FeO，Al₂O₃可与NaOH溶液反应生成NaAlO₂，向NaAlO₂溶液中通入CO₂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（NH₄）₂SO₄，经过蒸发、结晶，得到（NH₄）₂SO₄，
（1）溶液和沉淀的分离利用过滤，故答案为：过滤；
（2）反应①为Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，
反应②为Al³⁺+3NH₃．H₂O=3NH₄⁺+Al（OH）₃↓，
反应③为AlO₂^-+H₂O+H⁺=Al（OH）₃↓，
反应④为2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O，
故答案为：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；Al³⁺+3NH₃．H₂O=3NH₄⁺+Al（OH）₃↓，AlO₂^-+H₂O+H⁺=Al（OH）₃↓；2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O；
（3）向NaAlO₂溶液中通入CO₂可得Al（OH）₃沉淀，即AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，故答案为：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（4）氧化亚铁与盐酸反应生成氯化亚铁，氯化亚铁与氢氧化钠反应生成白色的氢氧化铁，迅速被氧化成灰绿色，最终变为红褐色，反应的方程式为：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；故答案为：先生成白色沉淀，然后迅速变为灰绿色，最终变为红褐色；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．

点评 本题考查无机物的推断，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．