Question

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．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　Fe3+使转化为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，　加几滴KSCN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　2　Al2O3+　4　NH3↑+　8　SO3↑+　26H2O　．

（5）取4.53g 硫酸铝铵晶体加热分解，最终剩余0.51g Al2O3固体．加热过程中，固体质量随温度的变化如图所示．请计算确定400℃时（硫酸铵未分解）剩余固体成分的化学式为　（NH4）2Al2（SO4）4•H2O　（不必写出计算过程）．

Answer 1

考点：

制备实验方案的设计．.
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， （1）由工艺流程可知，加入过氧化氢将溶液中Fe2+氧化为Fe3+；反应的离子方程式为： （2）加入氨水调节溶液PH值，Fe3+使转化为Fe（OH）3，一水合氨和铁离子反应生成氢氧化铁沉淀； （3）过滤后的滤液中可能含有Fe3+，用KSCN溶液检验是否含有Fe3+； （4）由工艺流程可知，流程中“分离”是从溶液中获得晶体，操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等，依据原子守恒配平书写化学方程式； （5）计算晶体中水的质量，根据固体质量差，计算晶体中剩余结晶水的质量，进而计算剩余固体中n：n（H2O），据此书写化学式．
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）由工艺流程可知，加入过氧化氢将溶液中Fe2+氧化为Fe3+，2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O， 故答案为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O； （2）加入氨水调节溶液PH值，Fe3+使转化为Fe（OH）3，反应的化学方程式为：Fe2（SO4）3+6NH3•H2O=2Fe（OH）3↓+3（NH4）2SO4， 故答案为：Fe3+使转化为Fe（OH）3 ；Fe2（SO4）3+6NH3•H2O=2Fe（OH）3↓+3（NH4）2SO4； （3）过滤后的滤液中可能含有Fe3+，取少许滤液于试管中，加几滴KSCN溶液，若溶液不变红色，则杂质已除尽， 故答案为：加几滴KSCN溶液，若溶液不变红色； （4）由工艺流程可知，流程中“分离”是从溶液中获得晶体，操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等，依据原子守恒配平得到化学方程式为：2Al2（NH4）2（SO4）4•24H2O2Al2O3+8SO3↑+4NH3↑+26H2O， 故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；2，8，4，26H2O； （5）取4.53g硫酸铝铵晶体的物质的量为=0.005mol， 4.53g硫酸铝铵晶体中水的质量为0.005mol×24×18g/mol=2.16g， 加热400℃时固体质量减少△m=4.53g﹣2.46g=2.07g＜2.16g 剩余固体中结晶水的物质的量为=0.005mol． 剩余固体中n：n（H2O）=0.005mol：0.005mol=1：1， 故400℃时剩余固体成分的化学式为（NH4）2Al2（SO4）4•H2O． 故答案为：（NH4）2Al2（SO4）4•H2O．
点评：	本题考查镁铝及其化合物的性质，对工艺流程理解、常用化学用语、盐类水解、物质的分离提纯与离子检验、化学计算等，综合性较大，难度较高，需要学生具备扎实的基础与运用知识分析解决问题的能力．