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）根据上述框图反应关系，写出D的化学式

 

；
（2）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是

 

．
（3）步骤③最好选用试剂

 

，步骤③还可选用试剂NaHCO₃，写出其离子方程式

 

．
（4）写出①、②两个反应的离子方程式，不是离子反应的写出其化学方程式．①

 

；②

 

．

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：

分析：某混合物A含有KAl（SO₄）₂、Al₂O₃和Fe₂O₃，将A溶于水，然后过滤得到沉淀C为Al₂O₃和Fe₂O₃，滤液中含有KAl（SO₄）₂，向沉淀C中加入NaOH溶液，发生反应Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，过滤得到沉淀D为Fe₂O₃，滤液中含有AlO₂^-，向滤液中加入适量稀盐酸，发生反应AlO₂^-+H₂O+H⁺=Al（OH）₃↓，得到的沉淀加热，发生反应2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3H₂O，所以固体B是Al₂O₃；
向硫酸铝溶液中加入过量氨水，铝离子和一水合氨反应生成氢氧化铝沉淀，离子方程式为Al³⁺+3NH₃﹒H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，滤液E中溶质为NH₃﹒H₂O、K₂SO₄、（NH₄）₂SO₄，结合题目分析解答．

解答： 解：某混合物A含有KAl（SO₄）₂、Al₂O₃和Fe₂O₃，将A溶于水，然后过滤得到沉淀C为Al₂O₃和Fe₂O₃，滤液中含有KAl（SO₄）₂，向沉淀C中加入NaOH溶液，发生反应Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，过滤得到沉淀D为Fe₂O₃，滤液中含有AlO₂^-，向滤液中加入适量稀盐酸，发生反应AlO₂^-+H₂O+H⁺=Al（OH）₃↓，得到的沉淀加热，发生反应 2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3H₂O，所以固体B是Al₂O₃；
向硫酸铝溶液中加入过量氨水，铝离子和一水合氨反应生成氢氧化铝沉淀，离子方程式为Al³⁺+3NH₃﹒H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，滤液E中溶质为NH₃﹒H₂O、K₂SO₄、（NH₄）₂SO₄，
（1）通过以上分析知，D是Fe₂O₃，故答案为：Fe₂O₃；
（2）分离难溶性固体和溶液采用过滤方法，所以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，故答案为：过滤；
（3）氢氧化铝能溶于稀盐酸，所以盐酸的量不易控制，要想得到氢氧化铝沉淀，最好是向偏铝酸钠溶液中通入CO₂，二氧化碳和偏铝酸钠反应生成碳酸钠或碳酸氢钠和氢氧化铝；
碳酸氢钠和偏铝酸钠能发生反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸钠，离子方程式为AlO₂^-+HCO₃^-+H₂O=Al（OH）₃↓+CO₃^2-，
故答案为：CO₂；AlO₂^-+HCO₃^-+H₂O=Al（OH）₃↓+CO₃^2-；
（4）反应①为氧化铝和氢氧化钠的反应，生成偏铝酸钠和水，离子方程式为Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；
反应②为铝离子和一水合氨的反应，生成铵盐和氢氧化铝沉淀，离子方程式为Al³⁺+3NH₃﹒H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案为：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；Al³⁺+3NH₃﹒H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺．

点评：本题考查物质分离和提纯，侧重考查基本操作、物质的性质，为高考常见题型，涉及离子方程式的书写、分离方法的选取、物质成分判断，明确物质性质是解本题关键，注意氢氧化铝和氧化铝的两性，题目难度中等．