Question

鎂、鋁、鐵及其化合物在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用
I：實(shí)驗(yàn)室采用MgCl₂、AlCl₃的混合溶液與過量氨水反應(yīng)制備MgAl₂O₄，主要流程如下：

（1）已知25℃時(shí)Ksp[Mg（OH）₂]=1.8×10^-11，Ksp[Al（OH）₂]=3×10^-34，該溫度下向濃度均為0.01mol?L^-1的MgCl₂和AlCl₃混合溶液中逐滴加入氨水，先生成

 

 沉淀（填化學(xué)式）．
（2）高溫焙燒時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

，洗滌沉淀時(shí)的方法是

 

．
（3）常溫下如果向AlCl₃飽和溶液中不斷通人HCl氣體，可析出AlCl₃?6H₂O晶體，結(jié)合化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋析出晶體的原因：

 

．
Ⅱ：某興趣小組的同學(xué)發(fā)現(xiàn)將一定量的鐵與濃硫酸加熱時(shí)，觀察到鐵完全溶解，并產(chǎn)生大量氣體．為此，他們?cè)O(shè)計(jì)了如下裝置驗(yàn)證所產(chǎn)生的氣體．

（1）G裝置的作用是

 

．
（2）證明有SO₂生成的現(xiàn)象是

 

，為了證明氣體中含有氫氣，裝置E和F中加入的試劑分別為

 

、

 

．
（3）若將鐵絲換成銅絲，反應(yīng)后的溶液沒有出現(xiàn)預(yù)計(jì)的藍(lán)色溶液，而出現(xiàn)了大量白色固體，原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,常見金屬元素的單質(zhì)及其化合物的綜合應(yīng)用,物質(zhì)分離、提純的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì),制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：Ⅰ（1）難溶電解質(zhì)的溶度積越小，加入氨水時(shí)越易生成沉淀；（2）經(jīng)分析沉淀為Al（OH）₃和Mg（OH）₂，高溫焙燒備MgAl₂O₄時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式2Al（OH）₃+Mg（OH）₂

高溫  .

MgAl₂O₄+4H₂O，洗滌沉淀時(shí)的方法是 向漏斗中加水至浸沒沉淀，待水自然流干后，再重復(fù)2-3次；（3）氯化氫抑制氯化鋁溶Ⅱ（1）如果沒有G裝置，水蒸氣進(jìn)入F裝置干擾實(shí)驗(yàn)，（2）二氧化硫有還原性，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，
氫氣有還原性能和氧化銅在加熱條件下發(fā)生置換反應(yīng)生成銅單質(zhì)，生成的水遇無水硫酸銅時(shí)白色固體變藍(lán)色；
（3）因?yàn)闈饬蛩嶂械乃�很少，反�?yīng)后生成的硫酸銅大多沒有溶解出現(xiàn)預(yù)計(jì)的藍(lán)色溶液，而出現(xiàn)了大量白色固體．

解答： 解：Ⅰ（1）難溶電解質(zhì)的溶度積越小，加入氨水時(shí)越易生成沉淀，已知25℃時(shí)K_sp[Mg（OH）₂]=1.8×10^-11，K_sp[Al（OH）₃]=3×10^-34，氫氧化鋁先沉淀，
故答案為：Al（OH）₃；
（2）經(jīng)分析沉淀為Al（OH）₃和Mg（OH）₂，高溫焙燒備MgAl₂O₄時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式2Al（OH）₃+Mg（OH）₂

高溫  .

MgAl₂O₄+4H₂O，洗滌沉淀時(shí)的方法是 向漏斗中加水至浸沒沉淀，待水自然流干后，再重復(fù)2-3次，
故答案為：2Al（OH）₃+Mg（OH）₂

高溫  .

MgAl₂O₄+4H₂O； 向漏斗中加水至浸沒沉淀，待水自然流干后，再重復(fù)2-3次；
（3）氯化鋁在溶液中存在溶解平衡，通入氯化氫后溶液中氯離子濃度增大，抑制氯化鋁溶解，所以促進(jìn)氯化鋁晶體析出，
故答案為：AlCl₃飽和溶液中存在溶解平衡：AlCl₃?6H₂O（s）?Al³⁺（aq）+3Cl^-（aq）+6H₂O（l），通入HCl氣體使溶液中c（Cl^-）增大，平衡向析出固體的方向移動(dòng)從而析出AlCl₃晶體．
Ⅱ（1）如果沒有G裝置，水蒸氣進(jìn)入F裝置干擾實(shí)驗(yàn)，所以G的作用是：防止空氣中的H₂O進(jìn)入F，故答案為：防止空氣中的水進(jìn)入F；
（2）二氧化硫有還原性，酸性高錳酸鉀有強(qiáng)氧化性，二者能發(fā)生氧化還原反應(yīng)而使酸性高錳酸鉀溶液褪色；氫氣有還原性能和氧化銅在加熱條件下發(fā)生置換反應(yīng)生成銅單質(zhì)，生成的水遇無水硫酸銅時(shí)白色固體變藍(lán)色，為了證明氣體中含有氫氣，裝置E和F中加入的試劑分別為 氧化銅、無水硫酸銅，
故答案為：酸性高錳酸鉀溶液顏色褪色；氧化銅；無水硫酸銅；
（3）因?yàn)闈饬蛩嶂械乃�很少，反�?yīng)后生成的硫酸銅大多沒有溶解出現(xiàn)預(yù)計(jì)的藍(lán)色溶液，而出現(xiàn)了大量白色固體，故答案為：濃硫酸中的水很少．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)的分離與提純、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、元素化和知識(shí)的綜合運(yùn)用等，屬于拼合型題目，對(duì)學(xué)生的心理有較高的要求，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，難度中等．