Question

【題目】某礦物樣品(已經(jīng)剔除其它雜質(zhì))含三種氧化物：Al2O3、Fe2O3、CuO，化學(xué)興趣小組欲將三種金屬化合物加以分離，最終制得相應(yīng)的純凈化合物或溶液。實驗方案大致如下：

（1）純Fe2O3、CuO的顏色依次是________色、________色。

（2）寫出濾液A的主要溶質(zhì)成分______________________________。

（3）由濾液A制AlCl3溶液有①和②兩種途徑，②與①相比自有其合理之處，理由是________。

（4）溶液E中含有三種陽離子。向E中分步滴加NaOH溶液，三種陽離子先后與OH－結(jié)合，其中列第二位的陽離子能使某種試劑變?yōu)檠�紅色，這種試劑是_________。

（5）若礦物樣品的質(zhì)量為m1，所得Fe(OH)3的質(zhì)量為m2，則樣品中Fe2O3的質(zhì)量分數(shù)為________。若使Fe3+沉淀這一步加入的NaOH過量，該測定值將______(填“偏高”、“偏低”或“不變”))。

（6）將Cu(OH)2溶于稀硫酸，然后制成膽礬晶體，必要的操作步驟依次包括：蒸發(fā)濃縮、_______、________、洗滌、自然干燥等。

Answer 1

【答案】紅 黑 NaAlO2、NaOH ②的溶液更純，不含Na+ KSCN 偏高 冷卻結(jié)晶 過濾

【解析】

礦物樣品（已經(jīng)剔除其它雜質(zhì)）含三種氧化物：Al2O3、Fe2O3、CuO，加入足量燒堿溶液過濾，氧化鋁溶解生成偏鋁酸鈉，氧化鐵和氧化銅不溶解，濾液A為NaAlO2和氫氧化鈉，濾渣B為Fe2O3、CuO，加入足量稀硫酸溶解得到硫酸鐵、硫酸銅溶液E，加入氫氧化鈉溶液，依次生成沉淀氫氧化鐵和氫氧化銅，濾液A加入足量鹽酸生成氯化鋁溶液，濾液A通入足量二氧化碳過濾得到氫氧化鋁沉淀D，氫氧化鋁沉淀中加入足量稀鹽酸得到氯化鋁溶液。

（1）純Fe2O3是紅色粉末、CuO是黑色粉末；

（2）Al2O3、Fe2O3、CuO中加入足量燒堿溶液過濾，氧化鋁溶解生成偏鋁酸鈉，氧化鐵和氧化銅不溶解，所以濾液A的主要溶質(zhì)成分為剩余的氫氧化鈉和生成的偏鋁酸鈉，化學(xué)式為： NaAlO2、NaOH；

（3）途徑①是偏鋁酸鈉與足量鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和水，發(fā)生反應(yīng)NaAlO2+4HCl=AlCl3+NaCl+2H2O，會引入氯化鈉雜質(zhì)；途徑②是偏鋁酸鈉與足量二氧化碳反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和氯化鈉，過濾后，氫氧化鋁與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和水，所以②的溶液更純，不含Na+；
（4）溶液E中含有的三種陽離子為H+、Fe3+、Cu2+，向E中分步滴加NaOH溶液，三種陽離子先后與OH-結(jié)合， Fe3+能使KSCN溶液變?yōu)檠�紅色，故該試劑為KSCN；

（5）Fe(OH)3的物質(zhì)的量是mol，根據(jù)鐵元素守恒，氧化鐵的物質(zhì)的量是mol，氧化鐵的質(zhì)量是，氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)=；若使Fe3+沉淀這一步加入的NaOH過量會生成氫氧化銅沉淀，沉淀質(zhì)量增大，計算得到氧化鐵質(zhì)量分數(shù)會偏高；

（6）由溶液制取晶體，需經(jīng)過加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等步驟，將Cu（OH）2溶于稀硫酸，制成膽礬晶體，必要的操作步驟依次包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥。