Question

某化学兴趣小组用铝土矿(主要成分为A1₂ O₃,还含有SiO₂及铁的氧化物)提取氧化铝作冶炼铝的原料,提取的操作过程如下:

(1)在过滤操作中,除烧杯、玻璃棒外,还需用到的玻璃仪器有            ;洗涤沉淀的操作是                                                                         。

(2)实验室制备氢氧化铝的方案有多种。现提供铝屑、氢氧化钠溶液、稀硫酸三种药品,若制备等量的氢氧化铝,请你从药品用量最少的角度出发,设计出最佳实验方案(方案不必给出),写出此方案中发生反应的离子方程式:                                                                                                                                ,此方案中所用药品的物质的量之比是:n(Al)∶n(H₂SO₄)∶n(NaOH) =        。

(3)兴趣小组欲对铝土矿中铁元素的价态进行探究:取少量固体,加入过量稀硝酸,加热溶解;取少许溶液滴加KSCN溶液后出现红色。由此得出铁元素的价态为+3的结论。请指出该结论是否合理并说明理由                                                        。

Answer

(1)普通漏斗 向漏斗里加入蒸馏水,使水面浸没沉淀,等水自然流完后,重复2～3次

(2)2Al+6H+=2Al3++3H2↑、2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ 、Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓ 8∶3∶6

(3)不合理,稀硝酸具有强氧化性,若铁的价态为+2价,可被氧化为+3价,同样与KSCN反应溶液显红色

【解析】(1)过滤装置中还缺少普通漏斗。洗涤时,向过滤器中加蒸馏水浸没沉淀,等水自然流下后,重复2～3次,可洗涤其表面吸附的离子。(2)制备氢氧化铝有三种途径:铝与硫酸反应生成硫酸铝,硫酸铝与氢氧化钠反应得氢氧化铝沉淀;铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,偏铝酸钠再与硫酸反应得氢氧化铝;将铝按物质的量之比1∶3转化为Al3+、AlO2-,利用Al3+和AlO2-的相互促进水解制取氢氧化铝。写出方程式观察第三种方法最节约原料。(3)从实验现象来看,只能说明铝土矿中含有铁元素,但是铁的价态不一定是+3价,因为硝酸具有强的氧化性。