Question

镁、铝、铁及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用
I：实验室采用MgCl₂、AlCl₃的混合溶液与过量氨水反应制备MgAl₂O₄，主要流程如下：

（1）已知25℃时Ksp[Mg（OH）₂]=1.8×10^-11，Ksp[Al（OH）₂]=3×10^-34，该温度下向浓度均为0.01mol?L^-1的MgCl₂和AlCl₃混合溶液中逐滴加入氨水，先生成

 

 沉淀（填化学式）．
（2）高温焙烧时发生反应的化学方程式

 

，洗涤沉淀时的方法是

 

．
（3）常温下如果向AlCl₃饱和溶液中不断通人HCl气体，可析出AlCl₃?6H₂O晶体，结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因：

 

．
Ⅱ：某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时，观察到铁完全溶解，并产生大量气体．为此，他们设计了如下装置验证所产生的气体．

（1）G装置的作用是

 

．
（2）证明有SO₂生成的现象是

 

，为了证明气体中含有氢气，装置E和F中加入的试剂分别为

 

、

 

．
（3）若将铁丝换成铜丝，反应后的溶液没有出现预计的蓝色溶液，而出现了大量白色固体，原因是

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,常见金属元素的单质及其化合物的综合应用,物质分离、提纯的实验方案设计,制备实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：Ⅰ（1）难溶电解质的溶度积越小，加入氨水时越易生成沉淀；（2）经分析沉淀为Al（OH）₃和Mg（OH）₂，高温焙烧备MgAl₂O₄时发生反应的化学方程式2Al（OH）₃+Mg（OH）₂

高温  .

MgAl₂O₄+4H₂O，洗涤沉淀时的方法是 向漏斗中加水至浸没沉淀，待水自然流干后，再重复2-3次；（3）氯化氢抑制氯化铝溶Ⅱ（1）如果没有G装置，水蒸气进入F装置干扰实验，（2）二氧化硫有还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，
氢气有还原性能和氧化铜在加热条件下发生置换反应生成铜单质，生成的水遇无水硫酸铜时白色固体变蓝色；
（3）因为浓硫酸中的水很少，反应后生成的硫酸铜大多没有溶解出现预计的蓝色溶液，而出现了大量白色固体．

解答： 解：Ⅰ（1）难溶电解质的溶度积越小，加入氨水时越易生成沉淀，已知25℃时K_sp[Mg（OH）₂]=1.8×10^-11，K_sp[Al（OH）₃]=3×10^-34，氢氧化铝先沉淀，
故答案为：Al（OH）₃；
（2）经分析沉淀为Al（OH）₃和Mg（OH）₂，高温焙烧备MgAl₂O₄时发生反应的化学方程式2Al（OH）₃+Mg（OH）₂

高温  .

MgAl₂O₄+4H₂O，洗涤沉淀时的方法是 向漏斗中加水至浸没沉淀，待水自然流干后，再重复2-3次，
故答案为：2Al（OH）₃+Mg（OH）₂

高温  .

MgAl₂O₄+4H₂O； 向漏斗中加水至浸没沉淀，待水自然流干后，再重复2-3次；
（3）氯化铝在溶液中存在溶解平衡，通入氯化氢后溶液中氯离子浓度增大，抑制氯化铝溶解，所以促进氯化铝晶体析出，
故答案为：AlCl₃饱和溶液中存在溶解平衡：AlCl₃?6H₂O（s）?Al³⁺（aq）+3Cl^-（aq）+6H₂O（l），通入HCl气体使溶液中c（Cl^-）增大，平衡向析出固体的方向移动从而析出AlCl₃晶体．
Ⅱ（1）如果没有G装置，水蒸气进入F装置干扰实验，所以G的作用是：防止空气中的H₂O进入F，故答案为：防止空气中的水进入F；
（2）二氧化硫有还原性，酸性高锰酸钾有强氧化性，二者能发生氧化还原反应而使酸性高锰酸钾溶液褪色；氢气有还原性能和氧化铜在加热条件下发生置换反应生成铜单质，生成的水遇无水硫酸铜时白色固体变蓝色，为了证明气体中含有氢气，装置E和F中加入的试剂分别为 氧化铜、无水硫酸铜，
故答案为：酸性高锰酸钾溶液颜色褪色；氧化铜；无水硫酸铜；
（3）因为浓硫酸中的水很少，反应后生成的硫酸铜大多没有溶解出现预计的蓝色溶液，而出现了大量白色固体，故答案为：浓硫酸中的水很少．

点评：本题考查了物质的分离与提纯、实验方案的设计、元素化和知识的综合运用等，属于拼合型题目，对学生的心理有较高的要求，掌握基础是关键，难度中等．