Question

（14分）茶是我國人民喜愛的飲品。某�；瘜W(xué)興趣小組的同學(xué)設(shè)計以下實驗來定性檢驗茶葉中含有鈣、鐵、鋁三種金屬元素。

[查閱部分資料]：草酸銨[(NH₄)₂C₂O₄]屬于弱電解質(zhì)；草酸鈣（CaC₂O₄）難溶于水；Ca²⁺、A1³⁺、Fe³⁺完全沉淀的pH：Ca(OH)₂：pH≥13；A1(OH)₃：pH≥5.5；Fe(OH)₃：pH≥4.1。

試根據(jù)上述過程及信息填空：

（1）步驟②加鹽酸的作用是  _________________________________________ ；

（2）寫出檢驗Ca²⁺的離子方程式 ___________________________；

（3）寫出沉淀C所含主要物質(zhì)的化學(xué)式  _____________________________；

（4）寫出步驟⑧用A試劑生成紅色溶液的離子方程式_____________________________；

（5）步驟⑨的作用是                                       ；

（6）猜測步驟⑩的目的是 _________________________________ ；

（7）已知：2Fe (s)+ 3/2O₂ (g)= Fe₂O₃(s)，△H = — Q₁  kJ·mol^－1

2Al(s) + 3/2O₂ (g)= Al ₂O₃(s)，△H = — Q₂   kJ·mol^－1

則Q₁ ___________Q₂ （填“＞”， “＜”或“=”）     

 

Answer 1

【答案】

（1）使茶葉灰分中的鈣、鐵、鋁等難溶化合物轉(zhuǎn)化成可溶性氯化物，使Ca²⁺、Al³⁺、Fe³⁺浸出（或使Ca²⁺、Al³⁺、Fe³⁺溶解）

（2）Ca²⁺+(NH₄)₂C₂O₄=CaC₂O₄↓+2NH⁴⁺            （3）Fe(OH)₃、Al(OH)₃

（4）Fe³⁺+3SCNFe(SCN)₃        （5）使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe(OH)₃沉淀，使之與鋁元素分離

（6）檢驗Al³⁺（或鋁元素）存在        （7）＜

【解析】這樣一條實驗流程型的無機推斷題經(jīng)常會提供一些資料卡。資料中出現(xiàn)的內(nèi)容是在解題過程中不可缺少的，這些知識在教科書上沒有介紹過，但是基本原理并不復(fù)雜，學(xué)生可以通過閱讀自學(xué)掌握。其中經(jīng)常包含一些重要的解題信息。

本題給出的資料分為兩部分，“草酸銨[(NH₄)₂C₂O₄]屬于弱電解質(zhì)；草酸鈣[CaC₂O₄]難溶于水”是對問題（2）給出的信息，便于書寫離子方程式時判斷[(NH₄)₂C₂O₄]和[CaC₂O₄]均應(yīng)以化學(xué)式出現(xiàn)；而另一部分信息“Ca²⁺、A1³⁺、Fe³⁺完全沉淀的pH：Ca(OH)₂：pH≥13；A1(OH)₃：pH≥5.5；Fe(OH)₃：pH≥4.1”則是本題的突破口。

看到這個信息，到框圖中尋找調(diào)節(jié)pH值的操作流程——④⑨，梳理實驗是如何將三種金屬離子分離開來的。④將pH值調(diào)節(jié)至6~7，此時鋁離子和鐵離子均已沉淀完全，而鈣離子未沉淀完全，故沉淀C的成份是A1(OH)₃和Fe(OH)₃，濾液中有鈣離子。⑨將pH值調(diào)節(jié)至4~5，此時鋁離子沒有沉淀而鐵離子沉淀完全。這樣這條題目的突破口就已經(jīng)分析好了，解題思路基本有了眉目。