Question

3．某混合物A，含有KAl（SO₄）₂、Al₂O₃和Fe₂O₃，取a g的A在一定條件下可實(shí)現(xiàn)如圖所示的物質(zhì)之間的變化．

（1）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步的實(shí)驗(yàn)操作方法為過(guò)濾．
（2）沉淀D的化學(xué)式為Fe₂O₃
（3）①的離子方程式為Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O
②的離子方程式為Al³⁺+3NH₃﹒H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺
（4）為使Al元素全部轉(zhuǎn)化為B，步驟③的缺陷為鹽酸的量不易控制，改進(jìn)的方法為通入CO₂
（5）B的質(zhì)量為b g，則混合物A中Al元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{9b}{17a}×100%$（用含a，b的代數(shù)式表示）

Answer 1

分析 某混合物A含有KAl（SO₄）₂、Al₂O₃和Fe₂O₃，加水后經(jīng)過(guò)濾分離可得溶液KAl（SO₄）₂和Al₂O₃、Fe₂O₃沉淀混合物C，加入NaOH溶液，NaOH和Al₂O₃反應(yīng)生成NaAlO₂，過(guò)濾后得到NaAlO₂溶液，沉淀D為Fe₂O₃，加入鹽酸得到FeCl₃，NaAlO₂溶液中加入適量鹽酸，反應(yīng)生成Al（OH）₃和NaCl，Al（OH）₃加熱分解生成B為Al₂O₃，溶液E為K₂SO₄和（NH₄）₂SO₄混合物，結(jié)合對(duì)應(yīng)的物質(zhì)的性質(zhì)以及題目要求解答該題．

解答 解：某混合物A含有KAl（SO₄）₂、Al₂O₃和Fe₂O₃，加水后經(jīng)過(guò)濾分離可得溶液KAl（SO₄）₂和Al₂O₃、Fe₂O₃沉淀混合物C，加入NaOH溶液，NaOH和Al₂O₃反應(yīng)生成NaAlO₂，過(guò)濾后得到NaAlO₂溶液，沉淀D為Fe₂O₃，加入鹽酸得到FeCl₃，NaAlO₂溶液中加入適量鹽酸，反應(yīng)生成Al（OH）₃和NaCl，Al（OH）₃加熱分解生成B為Al₂O₃，溶液E為K₂SO₄和（NH₄）₂SO₄混合物，
（1）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步的實(shí)驗(yàn)操作用于分離溶液和沉淀，為過(guò)濾操作，故答案為：過(guò)濾；
（2）通過(guò)以上分析知，D是Fe₂O₃，故答案為：Fe₂O₃；
（3）反應(yīng)①為氧化鋁和氫氧化鈉的反應(yīng)，生成偏鋁酸鈉和水，離子方程式為Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；
反應(yīng)②為鋁離子和一水合氨的反應(yīng)，生成銨鹽和氫氧化鋁沉淀，離子方程式為Al³⁺+3NH₃﹒H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案為：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；Al³⁺+3NH₃﹒H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（4）氫氧化鋁能溶于稀鹽酸，所以鹽酸的量不易控制，要想得到氫氧化鋁沉淀，最好是向偏鋁酸鈉溶液中通入CO₂，二氧化碳和偏鋁酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈉或碳酸氫鈉和氫氧化鋁，
故答案為：鹽酸的量不易控制；通入CO₂；
（5）B為Al₂O₃，bg氧化鋁來(lái)自于KAl（SO₄）₂、Al₂O₃，則樣品中Al元素質(zhì)量為$\frac{54b}{102}$g，可知混合物A中Al元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{\frac{54b}{102}}{a}×100%$=$\frac{9b}{17a}×100%$，
故答案為：$\frac{9b}{17a}×100%$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查無(wú)機(jī)物的推斷，為高頻考點(diǎn)，綜合考查元素化合物性質(zhì)，側(cè)重Al、Fe及其化合物性質(zhì)的考查，注意氧化鋁的兩性，明確發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為解答的關(guān)鍵，題目難度中等．