Question

【題目】高純度氧化鋁(Al2O3)的用途很廣。實驗室用(NH4)2SO4、H2O2、氨水、Al2(SO4)3為原料，通過以下過程制備Al2O3：

（1）“除雜”操作是加入H2O2后，用氨水調(diào)節(jié)溶液的pH約為3，以除去硫酸銨溶液中少量的Fe2＋。

① 酸性溶液中Fe2＋與H2O2反應(yīng)的離子方程式為________________________________。

② 濾渣的化學(xué)式為__________。

③ 檢驗“過濾”后雜質(zhì)是否除盡的實驗方法是____________________________________。

（2） 配制Al2(SO4)3溶液時，需用硫酸酸化的目的是_______________________________。

（3） 銨明礬[NH4Al(SO4)2·12H2O]強熱分解的產(chǎn)物為Al2O3、NH3、N2、SO3、SO2和H2O。該反應(yīng)氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為__________。

（4）強熱分解需用酒精噴燈，另外還需用到的硅酸鹽質(zhì)儀器有______(填標(biāo)號)。

a 燒杯 b 坩堝 c 玻璃棒 d 泥三角

Answer 1

【答案】2Fe2＋＋H2O2＋2H＋==2Fe3＋＋2H2O Fe(OH)3 取少量過濾后溶液于試管中，滴入幾滴KSCN溶液，若溶液未變紅色，說明雜質(zhì)已經(jīng)除盡 抑制Al3＋水解 1∶3 bcd

【解析】

（1）①亞鐵離子具有還原性，雙氧水具有強氧化性，在酸性溶液中，亞鐵離子被氧化生成鐵離子；

②H2O2溶液具有強氧化性，可以氧化亞鐵離子生成鐵離子，鐵離子在氨水存在的條件下生成氫氧化鐵紅褐色沉淀；

③由工藝流程可知，加入過氧化氫將溶液中Fe2+氧化為Fe3+，加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH值，Fe3+使轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3，過濾后的濾液中可能含有Fe3+，取少許濾液于試管中，加幾滴KSCN溶液，若溶液不變紅色，則雜質(zhì)已除盡；

（2）由于鋁離子在溶液中能夠發(fā)生水解生成氫氧化鋁，所以加入硫酸酸化，抑制了鋁離子的水解；

（3）(NH4)2SO4在高溫下分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3(NH4)2SO43SO2↑＋N2↑＋4NH3↑＋6H2O；N2是氧化產(chǎn)物，SO42→SO2中硫元素的化合價由+6價→+4價，所以SO2是還原產(chǎn)物，由反應(yīng)方程式的計量系數(shù)可知，氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:3；

（4）灼燒應(yīng)在坩堝中進行，瓷坩堝、泥三角、玻璃棒配套使用，其中瓷坩堝是陶瓷做的，泥三角硅酸鹽做的，玻璃的主要成分是硅酸鈉，屬于硅酸鹽質(zhì)的儀器有bcd。

（1）①亞鐵離子具有還原性，雙氧水具有強氧化性，在酸性溶液中，亞鐵離子被氧化生成鐵離子，此反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。本小題答案為：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。

②H2O2溶液具有強氧化性，可以氧化亞鐵離子生成鐵離子，鐵離子在氨水存在的條件下生成氫氧化鐵紅褐色沉淀，反應(yīng)的離子方程式：2Fe2++H2O2+4NH3H2O=2Fe(OH)3↓+4NH4+，過濾操作中所得到濾渣主要成分氫氧化鐵，化學(xué)式為Fe(OH)3。本小題答案為：Fe(OH)3。

③由工藝流程可知，加入過氧化氫將溶液中Fe2+氧化為Fe3+，加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH值，Fe3+使轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3，過濾后的濾液中可能含有Fe3+，取少許濾液于試管中，加幾滴KSCN溶液，若溶液不變紅色，則雜質(zhì)已除盡。本小題答案為：取少量過濾后溶液于試管中，滴入幾滴KSCN溶液，若溶液未變紅色，說明雜質(zhì)已經(jīng)除盡。

（2）由于鋁離子在溶液中能夠發(fā)生水解生成氫氧化鋁，所以加入硫酸酸化，抑制了鋁離子的水解。本小題答案為：抑制Al3＋水解。

（3）(NH4)2SO4在高溫下分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3(NH4)2SO43SO2↑＋N2↑＋4NH3↑＋6H2O；N2是氧化產(chǎn)物，SO42→SO2中硫元素的化合價由+6價→+4價，所以SO2是還原產(chǎn)物，由反應(yīng)方程式的計量系數(shù)可知，氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:3。本小題答案為：1:3。

（4）灼燒應(yīng)在坩堝中進行，瓷坩堝、泥三角、玻璃棒配套使用，其中瓷坩堝是陶瓷做的，泥三角硅酸鹽做的，玻璃的主要成分是硅酸鈉，屬于硅酸鹽質(zhì)的儀器有bcd。本小題答案為：bcd。