Question

【题目】高纯度氧化铝(Al2O3)的用途很广。实验室用(NH4)2SO4、H2O2、氨水、Al2(SO4)3为原料，通过以下过程制备Al2O3：

（1）“除杂”操作是加入H2O2后，用氨水调节溶液的pH约为3，以除去硫酸铵溶液中少量的Fe2＋。

① 酸性溶液中Fe2＋与H2O2反应的离子方程式为________________________________。

② 滤渣的化学式为__________。

③ 检验“过滤”后杂质是否除尽的实验方法是____________________________________。

（2） 配制Al2(SO4)3溶液时，需用硫酸酸化的目的是_______________________________。

（3） 铵明矾[NH4Al(SO4)2·12H2O]强热分解的产物为Al2O3、NH3、N2、SO3、SO2和H2O。该反应氧化产物与还原产物的物质的量之比为__________。

（4）强热分解需用酒精喷灯，另外还需用到的硅酸盐质仪器有______(填标号)。

a 烧杯 b 坩埚 c 玻璃棒 d 泥三角

Answer 1

【答案】2Fe2＋＋H2O2＋2H＋==2Fe3＋＋2H2O Fe(OH)3 取少量过滤后溶液于试管中，滴入几滴KSCN溶液，若溶液未变红色，说明杂质已经除尽 抑制Al3＋水解 1∶3 bcd

【解析】

（1）①亚铁离子具有还原性，双氧水具有强氧化性，在酸性溶液中，亚铁离子被氧化生成铁离子；

②H2O2溶液具有强氧化性，可以氧化亚铁离子生成铁离子，铁离子在氨水存在的条件下生成氢氧化铁红褐色沉淀；

③由工艺流程可知，加入过氧化氢将溶液中Fe2+氧化为Fe3+，加入氨水调节溶液pH值，Fe3+使转化为Fe(OH)3，过滤后的滤液中可能含有Fe3+，取少许滤液于试管中，加几滴KSCN溶液，若溶液不变红色，则杂质已除尽；

（2）由于铝离子在溶液中能够发生水解生成氢氧化铝，所以加入硫酸酸化，抑制了铝离子的水解；

（3）(NH4)2SO4在高温下分解反应的化学方程式为：3(NH4)2SO43SO2↑＋N2↑＋4NH3↑＋6H2O；N2是氧化产物，SO42→SO2中硫元素的化合价由+6价→+4价，所以SO2是还原产物，由反应方程式的计量系数可知，氧化产物和还原产物的物质的量之比为1:3；

（4）灼烧应在坩埚中进行，瓷坩埚、泥三角、玻璃棒配套使用，其中瓷坩埚是陶瓷做的，泥三角硅酸盐做的，玻璃的主要成分是硅酸钠，属于硅酸盐质的仪器有bcd。

（1）①亚铁离子具有还原性，双氧水具有强氧化性，在酸性溶液中，亚铁离子被氧化生成铁离子，此反应的离子反应方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。本小题答案为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。

②H2O2溶液具有强氧化性，可以氧化亚铁离子生成铁离子，铁离子在氨水存在的条件下生成氢氧化铁红褐色沉淀，反应的离子方程式：2Fe2++H2O2+4NH3H2O=2Fe(OH)3↓+4NH4+，过滤操作中所得到滤渣主要成分氢氧化铁，化学式为Fe(OH)3。本小题答案为：Fe(OH)3。

③由工艺流程可知，加入过氧化氢将溶液中Fe2+氧化为Fe3+，加入氨水调节溶液pH值，Fe3+使转化为Fe(OH)3，过滤后的滤液中可能含有Fe3+，取少许滤液于试管中，加几滴KSCN溶液，若溶液不变红色，则杂质已除尽。本小题答案为：取少量过滤后溶液于试管中，滴入几滴KSCN溶液，若溶液未变红色，说明杂质已经除尽。

（2）由于铝离子在溶液中能够发生水解生成氢氧化铝，所以加入硫酸酸化，抑制了铝离子的水解。本小题答案为：抑制Al3＋水解。

（3）(NH4)2SO4在高温下分解反应的化学方程式为：3(NH4)2SO43SO2↑＋N2↑＋4NH3↑＋6H2O；N2是氧化产物，SO42→SO2中硫元素的化合价由+6价→+4价，所以SO2是还原产物，由反应方程式的计量系数可知，氧化产物和还原产物的物质的量之比为1:3。本小题答案为：1:3。

（4）灼烧应在坩埚中进行，瓷坩埚、泥三角、玻璃棒配套使用，其中瓷坩埚是陶瓷做的，泥三角硅酸盐做的，玻璃的主要成分是硅酸钠，属于硅酸盐质的仪器有bcd。本小题答案为：bcd。