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

(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

(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。