Question

4．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）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）根据上述框图反应关系，写出下列B、C、D、E所含物质的化学式
沉淀固体B：Al₂O₃；C：Al₂O₃、Fe₂O₃；
沉淀D：Fe₂O₃；溶液E：K₂SO₄、（NH₄）₂SO₄．
（3）写出①、③、④三个反应化学方程式
①Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O；
③NaAlO₂+HCl+H₂O=Al（OH）₃↓+NaCl；
④2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O．
（4）写出反应②离子方程式Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺．

Answer 1

分析 KAl（SO₄）₂溶于水，Al₂O₃和Fe₂O₃均不溶于水，混合物A加水溶解后，溶液中是KAl（SO₄）₂，沉淀C为Al₂O₃和Fe₂O₃；
由转化关系图可知，向沉淀C中加NaOH溶液，Fe₂O₃不反应，沉淀D为Fe₂O₃，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K₂SO₄、（NH₄）₂SO₄，经过蒸发、结晶，得到K₂SO₄和（NH₄）₂SO₄，然后结合物质的性质及化学用语来解答．

解答 解：KAl（SO₄）₂溶于水，Al₂O₃和Fe₂O₃均不溶于水，混合物A加水溶解后，溶液中是KAl（SO₄）₂，沉淀C为Al₂O₃和Fe₂O₃；
由转化关系图可知，向沉淀C中加NaOH溶液，Fe₂O₃不反应，沉淀D为Fe₂O₃，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K₂SO₄、（NH₄）₂SO₄，经过蒸发、结晶，得到K₂SO₄和（NH₄）₂SO₄，
（1）溶液和沉淀的分离利用过滤，故答案为：过滤；
（2）由上述分析可知B为Al₂O₃，C为Al₂O₃、Fe₂O₃，D为Fe₂O₃ 溶液E为K₂SO₄、（NH₄）₂SO₄，
故答案为：Al₂O₃；Al₂O₃、Fe₂O₃；Fe₂O₃；K₂SO₄、（NH₄）₂SO₄；
（3）反应①为Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O，
反应③为Na[Al（OH）₄]+HCl=NaCl+H₂O+Al（OH）₃↓，
反应④为2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O，
故答案为：①Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O；③NaAlO₂+HCl+H₂O=Al（OH）₃↓+NaCl；④2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O；
（4）反应②为Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，故答案为：Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺．

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．