Question

19．某校化学兴趣小组用如图所示过程除去AlCl₃中含有的Mg²⁺、K⁺杂质离子并尽可能减少AlCl₃的损失．

请回答下列问题：
（1）写出混合物中加入足量氢氧化钠溶液时，溶液中发生反应的离子方程式：Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O．
（2）氢氧化钠溶液能否用氨水代替，为什么？不能；因为在Al³⁺与氨水反应生成Al（OH）₃后，Al（OH）₃不能与氨水继续反应，从而不能将Al（OH）₃与Mg（OH）₂分开．
（3）在溶液a中加入盐酸时需控制盐酸的量，为什么因为氢氧化铝能与强酸反应，所以在加入盐酸沉淀AlO₂^-时，需要控制盐酸的量，以防止部分铝转化成Al³⁺； 为此，改进方法是通入过量二氧化碳气体．

Answer 1

分析 除去AlCl₃中含有Mg²⁺、K⁺杂质离子并尽可能减少AlCl₃的损失，由流程可知，先加足量NaOH溶液，生成氢氧化镁沉淀，则溶液a中含K⁺、AlO₂^-、Cl^-，且a中含过量的NaOH；再加少量盐酸，AlO₂^-转化为沉淀，但该操作难控制盐酸的量，应改为通入足量二氧化碳，最后将氢氧化铝沉淀溶于盐酸得到氯化铝溶液，
（1）镁离子和氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀，铝离子和足量的氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，据此书写离子方程式；
（2）氨水和镁离子、铝离子均生成沉淀，无法把二者分开；
（3）根据发生的反应判断a溶液中存在离子，由于氢氧化铝为两性氢氧化物，能溶于强酸，故最佳方案是通入二氧化碳气体，氢氧化铝不溶于二氧化碳溶液中．

解答 解：由实验流程可知，加足量的NaOH生成氢氧化镁沉淀，过滤得到溶液a中含AlO₂^-、K⁺、Cl^-、Na⁺、OH^-，然后加盐酸，沉淀c为氢氧化铝，加盐酸生成氯化铝，溶液b中含KCl、NaCl；
（1）AlCl₃中含有Mg²⁺、K⁺杂质离子，加入足量氢氧化钠溶液时，溶液中发生反应的离子方程式为Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案为：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）因为在Al³⁺与氨水反应生成Al（OH）₃后，Al（OH）₃不能与氨水继续反应，从而不能将Al（OH）₃与Mg（OH）₂分开，则不能利用氨水代替NaOH溶液，
故答案为：不能，因为在Al³⁺与氨水反应生成Al（OH）₃后，Al（OH）₃不能与氨水继续反应，从而不能将Al（OH）₃与Mg（OH）₂分开；
（3）因为氢氧化铝能与强酸反应，所以在加入盐酸沉淀AlO₂^-时，需要控制盐酸的量，以防止部分AlO₂^-转化成Al³⁺，改进的方法是将盐酸改成通入二氧化碳气体，
故答案为：因为氢氧化铝能与强酸反应，所以在加入盐酸沉淀AlO₂^-时，需要控制盐酸的量，以防止部分铝转化成Al³⁺；通入过量二氧化碳气体．

点评 本题考查混合物分离、提纯实验方案的设计，为高频考点，把握实验流程中发生的反应为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意氢氧化铝的两性，题目难度不大．