Question

16．某化学兴趣小组设计以下实验步骤与操作来定性检验茶叶中含有的少量钙、铁、铝三种元素．

已知Ca²⁺、Al²⁺、Fe³⁺完全形成相应氢氧化物沉淀的pH如下表：

	Ca（OH）2	Al（OH）3	Fe（OH）3
pH	≥13	≥5.2	≥4.1

（1）步骤①中加入盐酸的作用是使茶叶中的钙、铁、铝元素转化为离子．
（2）步骤②中调节pH至6～7的目的是使Fe³⁺、Al³⁺转化为沉淀．
（3）沉淀X所含主要物质的化学式为Al（OH）₃、Fe（OH）₃ ．
（4）写出沉淀X与NaOH溶液反应的化学方程式Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O；写出步骤③中发生反应的离子方程式：Ca²⁺+C₂O₄^2-=CaC₂O₄↓．
（5）试剂A为硫氰化钾溶液．

Answer 1

分析 依据流程图分析可知茶叶中含有的少量钙、铁、铝三种元素，灼烧后加入盐酸过滤得到滤液中主要是Ca²⁺、Al³⁺、Fe³⁺，加入浓氨水调节溶液pH为6--7，依据图表分析可知Al³⁺、Fe³⁺ 会生成沉淀，沉淀中加入盐酸溶解后分为两份，一份加入硫氰酸钾溶液变红色证明铁离子的存在，另一份加入铝试剂呈玫瑰红色证明含有铝离子；滤液中主要是钙离子，加入草酸铵溶液得到草酸钙沉淀，证明含有钙离子；
（1）依据流程图分析可知，向茶叶灰分中加盐酸的作用是将其中的Ca²⁺、Al³⁺、Fe³⁺溶解；
（2）步骤②在pH为6-7时，可使Al³⁺、Fe³⁺转化成Al（OH）₃和Fe（OH）₃沉淀；
（3）步骤②加入浓氨水在pH为6-7时，可使Al³⁺、Fe³⁺转化成Al（OH）₃和Fe（OH）₃沉淀，钙离子不沉淀；
（4）分析流程可知沉淀X为Al（OH）₃、Fe（OH）₃，Al（OH）₃与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和水，步骤③中发生反应是草酸铵和钙离子形成草酸钙沉淀的反应；
（5）溶液1是加入硫氰酸钾溶液检验铁离子的存在．

解答 解：（1）流程图中加入盐酸的作用是溶解物质使钙、铁、铝元素进入溶液有利于进行离子分离，
故答案为：使茶叶中的钙、铁、铝元素转化为离子；
（2）步骤②在pH为6-7时，可使Al³⁺、Fe³⁺转化成Al（OH）₃和Fe（OH）₃沉淀，使Fe³⁺、Al³⁺转化为沉淀，
故答案为：使Fe³⁺、Al³⁺转化为沉淀；
（3）步骤②加入浓氨水在pH为6-7时，依据图表分析可知，可使Al³⁺、Fe³⁺转化成Al（OH）₃和Fe（OH）₃沉淀，钙离子不沉淀，
故答案为：Al（OH）₃、Fe（OH）₃ ；
（4）沉淀X为Al（OH）₃、Fe（OH）₃，其中Al（OH）₃与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和水，化学方程式为Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，
过滤后所得滤液中含Ca²⁺，步骤③中发生反应的离子方程式是检验Ca²⁺的存在，反应的离子方程式为Ca²⁺+C₂O₄^2-=CaC₂O₄↓，
故答案为：Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O；Ca²⁺+C₂O₄^2-=CaC₂O₄↓；
（5）依据流程图可知，溶液1中加入的A试剂，所用A试剂是为了检验铁离子的存在，加入的是硫氰酸钾溶液和铁离子形成血红色溶液，故答案为：硫氰化钾溶液．

点评 本题考查了物质性质和组成的实验探究实验分析判断，流程中的试剂特征和反应现象是解题关键，题目难度中等．