Question

【题目】某矿物样品(已经剔除其它杂质)含三种氧化物：Al2O3、Fe2O3、CuO，化学兴趣小组欲将三种金属化合物加以分离，最终制得相应的纯净化合物或溶液。实验方案大致如下：

（1）纯Fe2O3、CuO的颜色依次是________色、________色。

（2）写出滤液A的主要溶质成分______________________________。

（3）由滤液A制AlCl3溶液有①和②两种途径，②与①相比自有其合理之处，理由是________。

（4）溶液E中含有三种阳离子。向E中分步滴加NaOH溶液，三种阳离子先后与OH－结合，其中列第二位的阳离子能使某种试剂变为血红色，这种试剂是_________。

（5）若矿物样品的质量为m1，所得Fe(OH)3的质量为m2，则样品中Fe2O3的质量分数为________。若使Fe3+沉淀这一步加入的NaOH过量，该测定值将______(填“偏高”、“偏低”或“不变”))。

（6）将Cu(OH)2溶于稀硫酸，然后制成胆矾晶体，必要的操作步骤依次包括：蒸发浓缩、_______、________、洗涤、自然干燥等。

Answer 1

【答案】红 黑 NaAlO2、NaOH ②的溶液更纯，不含Na+ KSCN 偏高 冷却结晶 过滤

【解析】

矿物样品（已经剔除其它杂质）含三种氧化物：Al2O3、Fe2O3、CuO，加入足量烧碱溶液过滤，氧化铝溶解生成偏铝酸钠，氧化铁和氧化铜不溶解，滤液A为NaAlO2和氢氧化钠，滤渣B为Fe2O3、CuO，加入足量稀硫酸溶解得到硫酸铁、硫酸铜溶液E，加入氢氧化钠溶液，依次生成沉淀氢氧化铁和氢氧化铜，滤液A加入足量盐酸生成氯化铝溶液，滤液A通入足量二氧化碳过滤得到氢氧化铝沉淀D，氢氧化铝沉淀中加入足量稀盐酸得到氯化铝溶液。

（1）纯Fe2O3是红色粉末、CuO是黑色粉末；

（2）Al2O3、Fe2O3、CuO中加入足量烧碱溶液过滤，氧化铝溶解生成偏铝酸钠，氧化铁和氧化铜不溶解，所以滤液A的主要溶质成分为剩余的氢氧化钠和生成的偏铝酸钠，化学式为： NaAlO2、NaOH；

（3）途径①是偏铝酸钠与足量盐酸反应生成氯化铝和水，发生反应NaAlO2+4HCl=AlCl3+NaCl+2H2O，会引入氯化钠杂质；途径②是偏铝酸钠与足量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和氯化钠，过滤后，氢氧化铝与盐酸反应生成氯化铝和水，所以②的溶液更纯，不含Na+；
（4）溶液E中含有的三种阳离子为H+、Fe3+、Cu2+，向E中分步滴加NaOH溶液，三种阳离子先后与OH-结合， Fe3+能使KSCN溶液变为血红色，故该试剂为KSCN；

（5）Fe(OH)3的物质的量是mol，根据铁元素守恒，氧化铁的物质的量是mol，氧化铁的质量是，氧化铁的质量分数=；若使Fe3+沉淀这一步加入的NaOH过量会生成氢氧化铜沉淀，沉淀质量增大，计算得到氧化铁质量分数会偏高；

（6）由溶液制取晶体，需经过加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等步骤，将Cu（OH）2溶于稀硫酸，制成胆矾晶体，必要的操作步骤依次包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。