Question

2．纳米氧化铝在陶瓷、电子、生物医药等方面有广泛的用途，它可通过硫酸铝铵晶体热分解得到[已知：硫酸铝铵晶体的化学式为Al₂（NH₄）₂（SO₄）₄•24H₂O，相对分子质量为906]．制备硫酸铝铵晶体的实验流程如下：

（1）H₂O₂氧化FeSO₄的离子方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（2）加入氨水的目的是使Fe³⁺转化为Fe（OH）₃，其化学反应方程式为Fe₂（SO₄）₃+6NH₃•H₂O=2Fe（OH）₃↓+3（NH₄）₂SO₄．
（3）若要保证产品的纯度，必须检验加入氨水后杂质是否除尽？其实验操作是：用试管取少量洗涤液，滴入2～3滴KSCN（或NH₄SCN）溶液，若溶液不变红色，则说明滤渣已洗净．
（4）上述流程中，“分离”所包含的操作依次为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；请完成硫酸铝铵晶体高温分解的化学方程式：
2Al₂（NH₄）₂（SO₄）₄•24H₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Al₂O₃+4NH₃↑+8SO₃↑+50H₂O．

Answer 1

分析 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，过滤后滤液主要含硫酸铵，氢氧化铝与硫酸混合反应生成硫酸铝溶液，再将硫酸铵和硫酸铝溶液混合反应，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等最终得到硫酸铝铵晶体，以此来解答．

解答 解：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，过滤后滤液主要含硫酸铵，氢氧化铝与硫酸混合反应生成硫酸铝溶液，再将硫酸铵和硫酸铝溶液混合反应，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等最终得到硫酸铝铵晶体，
（1）H₂O₂氧化FeSO₄的离子方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（2）由上述分析可知，加氨水的目的是使Fe³⁺转化为Fe（OH）₃；发生的反应为Fe₂（SO₄）₃+6NH₃•H₂O=2Fe（OH）₃↓+3（NH₄）₂SO₄，
故答案为：使Fe³⁺转化为Fe（OH）₃；Fe₂（SO₄）₃+6NH₃•H₂O=2Fe（OH）₃↓+3（NH₄）₂SO₄；
（3）是否除尽杂质，操作为用试管取少量洗涤液，滴入2～3滴KSCN（或NH₄SCN）溶液，若溶液不变红色，则说明滤渣已洗净，
故答案为：滴入2～3滴KSCN（或NH₄SCN）溶液，若溶液不变红色；
（4）分离可溶性固体，则蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥即可，由原子守恒可知，分解反应为2Al₂（NH₄）₂（SO₄）₄•24H₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ 2Al₂O₃+4NH₃↑+8SO₃↑+50H₂O，故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；2；4；8；50H₂O．

点评 本题考查混合物分离提纯实验，为高频考点，把握物质的性质、流程中的反应及混合物分离方法为解答关键，侧重分析与实验能力的考查，题目难度不大．