Question

某研究性學(xué)習(xí)小組用不純的氧化鋁（雜質(zhì)為Fe₂O₃）為原料，設(shè)計(jì)了冶煉鋁的以下工藝流程（部分反應(yīng)產(chǎn)物沒(méi)有標(biāo)出）：

（1）試劑X的化學(xué)式為_(kāi)_____，反應(yīng)I的離子方程式是______．
實(shí)驗(yàn)室配制480mL 1mol?L^-1 X的溶液必須用到玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、試劑瓶、膠頭滴管外，還有______．常用來(lái)可以標(biāo)定所配X的溶液濃度是否準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)名稱是______．
（2）按照方案設(shè)計(jì)，試劑Z的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH，以生成沉淀b[Fe（OH）₃]．從實(shí)際工業(yè)的角度，你認(rèn)為方案______更合理，理由是______
（3）已知N為氨氣，實(shí)驗(yàn)室中還可以用下圖裝置制取氨氣并進(jìn)行氨氣噴泉實(shí)驗(yàn)．

①儀器A的名稱是______，裝置中A口部和B口部之間聯(lián)通導(dǎo)氣管的作用是______
②若用此裝置制備N氣，若A中盛有濃氨水，則B裝置中的固體試劑不可以選用下列的______（填字母序號(hào)）．
A．生石灰　　B．燒堿　　C．膽礬　　D．堿石灰
（4）若D中事先滴入少量酚酞，則C中液體呈______色，用離子方程式解釋原因______．

Answer 1

解：（1）方案一：由溶液a通入過(guò)量的M生成氫氧化鋁沉淀、碳酸氫鈉可知，溶液a中含有偏鋁酸根、氣體M為二氧化碳，故試劑X為NaOH溶液，反應(yīng)I為氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與水，離子方程式為：Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O，
實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有480mL容量瓶，應(yīng)選擇500mL容量瓶，配制500mL1mol?L^-1 NaOH的溶液需要玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒、試劑瓶、膠頭滴管、500mL容量瓶，故缺少500mL容量瓶，
可以利用中和滴定方法以標(biāo)定所配NaOH溶液濃度是否準(zhǔn)確；
故答案為：NaOH；Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O；500mL容量瓶；中和滴定；
（2）方案二：由溶液c通入過(guò)量的N生成氫氧化鋁沉淀、硫酸銨可知，溶液c中含有鋁離子、N為氨氣，故試劑Y為硫酸，溶液b中含有硫酸鋁、硫酸鐵，調(diào)節(jié)PH值，是鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵，過(guò)濾后，再向?yàn)V液中加入過(guò)量的氨水沉淀鋁離子，
與方案一相比較，方案一步驟少，操作簡(jiǎn)單，故方案一更合理，
故答案為：方案一；步驟少，操作簡(jiǎn)單；
（3）①、儀器A是分液漏斗，裝置中A口部和B口部之間聯(lián)通導(dǎo)氣管的作用是：平衡分液漏斗內(nèi)外壓強(qiáng)，防止分液漏斗堵塞；
②、A中盛有濃氨水，與生石灰、燒堿、堿石灰混合，放出大量的熱，溶液中氫氧根離子濃度增大，利用氨氣逸出，產(chǎn)生大量的氨氣，氨水與膽礬反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀，不能產(chǎn)生氨氣，故C不能可以，
故答案為：C；
（4）氨氣溶于水，反應(yīng)生成一水合氨，一水合氨電離出氫氧根，NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-，溶液呈堿性，酚酞在堿性條件下呈紅色，
故答案為：紅；NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-．
分析：（1）方案一：由溶液a通入過(guò)量的M生成氫氧化鋁沉淀、碳酸氫鈉可知，溶液a中含有偏鋁酸根、氣體M為二氧化碳，故試劑X為氫氧化鈉溶液，反應(yīng)I為氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與水；
實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有480mL容量瓶，應(yīng)選擇500mL容量瓶，配制500mL1mol?L^-1 NaOH的溶液需要玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒、試劑瓶、膠頭滴管、500mL容量瓶；
可以利用中和滴定方法以標(biāo)定所配NaOH溶液濃度是否準(zhǔn)確；
（2）方案二：由溶液c通入過(guò)量的N生成氫氧化鋁沉淀、硫酸銨可知，溶液c中含有鋁離子、N為氨氣，故試劑Y為硫酸，溶液b中含有硫酸鋁、硫酸鐵，調(diào)節(jié)PH值，是鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵，過(guò)濾后，再向?yàn)V液中加入過(guò)量的氨水沉淀鋁離子，
與方案一相比較，方案一步驟少，操作簡(jiǎn)單；
（3）①、儀器A是分液漏斗，裝置中A口部和B口部之間聯(lián)通導(dǎo)氣管的作用是：平衡內(nèi)外壓強(qiáng)，防止分液漏斗堵塞；
故答案為：分液漏斗；平衡內(nèi)外壓強(qiáng)，防止分液漏斗堵塞；
②、A中盛有濃氨水，存在平衡NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-，則B裝置中的固體試劑為可溶性堿或能與水反應(yīng)的堿性氧化物；
（4）氨氣溶于水，反應(yīng)生成一水合氨，一水合氨電離生成銨根離子與氫氧根離子，溶液呈堿性，酚酞在堿性條件下呈紅色．
點(diǎn)評(píng)：本題以框圖題形式考查鋁、鐵的化合物的性質(zhì)、對(duì)工藝流程的理解、氨氣的制備與性質(zhì)等，難度中等，清楚工藝流程原理是解題的關(guān)鍵，是對(duì)知識(shí)遷移的綜合運(yùn)用．