Question

19．明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料，明矾石的组成和明矾相似，此外还含有氧化铝和少量的氧化铁杂质．具体实验流程如图1所示：

请回答下列问题：
（1）操作1所用到的玻璃仪器的名称是：玻璃棒、烧杯和漏斗
（2）明矾石焙烧时产生SO₂，请你写出能验证SO₂具有还原性且实验现象明显的化学方程式：SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl．
（3）请你写出验证溶液1中有SO₄^2-的实验过程：取少量溶液1于试管中，加入足量稀HCl溶液酸化后，再加BaCl₂溶液，若有白色沉淀产生，说明有SO₄^2-，反之则无．
（4）向溶液3通过量CO₂后需过滤得Al（OH）₃沉淀，如何洗涤沉淀？沿玻璃棒向漏斗中注水至浸没沉淀，待水自然流下后，再重复2～3次．如何证明沉淀已经洗涤干净？取最后一次滤出液少许于试管中，滴加稀盐酸酸化，无气泡产生，则已洗涤干净．
（5）实验室用Fe₂O₃与CO反应来制取单质Fe（如图2）．
①请按气流由左到右的方向连接下列各装置，顺序为A→E→B→C→D
②在点燃B处的酒精灯前，应进行的操作是检验CO气体纯度
③装置C的作用是除去CO气体混有的二氧化碳，利用CO点燃．

Answer 1

分析 （1）操作1用于分离固体和液体；
（2）验证SO₂气体具有还原性且实验现象明显可选用氯水、溴水、酸性高锰酸钾等有颜色的强氧化性试剂；
（3）检验硫酸根离子，应避免银离子、碳酸根等离子的干扰；
（4）洗涤沉淀时，可在过滤器中加入整理水2-3次，使水自然流下，可用检验碳酸氢根离子的方法检验沉淀是否洗涤干净；
（5）A作用除去CO中混有的二氧化碳，B为Fe₂O₃与CO反应装置，C作用为吸收从B中出来的气体混有的二氧化碳，D作用为燃烧剩余的CO，E作用为干燥进入B装置的气体，应先除去CO中的二氧化碳，干燥后与氧化铁反应，用氢氧化钠溶液除去二氧化碳，最后点燃，以免污染环境．

解答 解：（1）操作1用于分离固体和液体，为过滤操作，所用到的玻璃仪器的名称是玻璃棒、烧杯和漏斗，故答案为：玻璃棒、烧杯和漏斗；
（2）选用氯水检验时，氯气与SO₂在溶液中反应生成盐酸和硫酸，反应方程式为SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl，
故答案为：SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl；
（3）检验硫酸根离子，应避免银离子、碳酸根等离子的干扰，方法是取少量溶液1于试管中，加入足量稀HCl溶液酸化后，再加BaCl₂溶液，若有白色沉淀产生，说明有SO₄^2-，反之则无，
故答案为：取少量溶液1于试管中，加入足量稀HCl溶液酸化后，再加BaCl₂溶液，若有白色沉淀产生，说明有SO₄^2-，反之则无；
（4）洗涤沉淀，可沿玻璃棒向漏斗中注水至浸没沉淀，待水自然流下后，再重复2～3次，二氧化碳和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀，同时生成碳酸氢钠，如沉淀洗涤干净，则取最后一次滤出液少许于试管中，滴加稀盐酸酸化，无气泡产生，则已洗涤干净，
故答案为：沿玻璃棒向漏斗中注水至浸没沉淀，待水自然流下后，再重复2～3次；取最后一次滤出液少许于试管中，滴加稀盐酸酸化，无气泡产生，则已洗涤干净；
（5）①A作用除去CO中混有的二氧化碳，B为Fe₂O₃与CO反应装置，C作用为吸收从B中出来的气体混有的二氧化碳，D作用为燃烧剩余的CO，E作用为干燥进入B装置的气体．所以各装置顺序为：A→E→B→C→D，
故答案为：E→B→C→D；
②CO为易燃气体，不纯受热会发生爆炸危险，所以在加热前要检验其纯度，
故答案为：检验CO气体纯度；
③从B中出来的气体含有二氧化碳，不利于CO点燃，C装置作用为除去CO气体混有的二氧化碳，利用CO点燃，
故答案为：除去CO气体混有的二氧化碳，利用CO点燃．

点评 本题考查学生对工艺流程的理解、离子的检验与共存、物质分离提纯等基本操作、物质性质与化学用语等，题目难度中等，本题注意常见离子检验的方法的积累．需要学生具有扎实的基础知识与灵活运用知识解决问题的能力．