Question

（14分）茶是我国人民喜爱的饮品。某校化学兴趣小组的同学设计以下实验来定性检验茶叶中含有钙、铁、铝三种金属元素。

[查阅部分资料]：草酸铵[(NH₄)₂C₂O₄]属于弱电解质；草酸钙（CaC₂O₄）难溶于水；Ca²⁺、A1³⁺、Fe³⁺完全沉淀的pH：Ca(OH)₂：pH≥13；A1(OH)₃：pH≥5.5；Fe(OH)₃：pH≥4.1。

试根据上述过程及信息填空：

（1）步骤②加盐酸的作用是  _________________________________________ ；

（2）写出检验Ca²⁺的离子方程式 ___________________________；

（3）写出沉淀C所含主要物质的化学式  _____________________________；

（4）写出步骤⑧用A试剂生成红色溶液的离子方程式_____________________________；

（5）步骤⑨的作用是                                       ；

（6）猜测步骤⑩的目的是 _________________________________ ；

（7）已知：2Fe (s)+ 3/2O₂ (g)= Fe₂O₃(s)，△H = — Q₁  kJ·mol^－1

2Al(s) + 3/2O₂ (g)= Al ₂O₃(s)，△H = — Q₂   kJ·mol^－1

则Q₁ ___________Q₂ （填“＞”， “＜”或“=”）     

 

Answer 1

【答案】

（1）使茶叶灰分中的钙、铁、铝等难溶化合物转化成可溶性氯化物，使Ca²⁺、Al³⁺、Fe³⁺浸出（或使Ca²⁺、Al³⁺、Fe³⁺溶解）

（2）Ca²⁺+(NH₄)₂C₂O₄=CaC₂O₄↓+2NH⁴⁺            （3）Fe(OH)₃、Al(OH)₃

（4）Fe³⁺+3SCNFe(SCN)₃        （5）使Fe³⁺转化为Fe(OH)₃沉淀，使之与铝元素分离

（6）检验Al³⁺（或铝元素）存在        （7）＜

【解析】这样一条实验流程型的无机推断题经常会提供一些资料卡。资料中出现的内容是在解题过程中不可缺少的，这些知识在教科书上没有介绍过，但是基本原理并不复杂，学生可以通过阅读自学掌握。其中经常包含一些重要的解题信息。

本题给出的资料分为两部分，“草酸铵[(NH₄)₂C₂O₄]属于弱电解质；草酸钙[CaC₂O₄]难溶于水”是对问题（2）给出的信息，便于书写离子方程式时判断[(NH₄)₂C₂O₄]和[CaC₂O₄]均应以化学式出现；而另一部分信息“Ca²⁺、A1³⁺、Fe³⁺完全沉淀的pH：Ca(OH)₂：pH≥13；A1(OH)₃：pH≥5.5；Fe(OH)₃：pH≥4.1”则是本题的突破口。

看到这个信息，到框图中寻找调节pH值的操作流程——④⑨，梳理实验是如何将三种金属离子分离开来的。④将pH值调节至6~7，此时铝离子和铁离子均已沉淀完全，而钙离子未沉淀完全，故沉淀C的成份是A1(OH)₃和Fe(OH)₃，滤液中有钙离子。⑨将pH值调节至4~5，此时铝离子没有沉淀而铁离子沉淀完全。这样这条题目的突破口就已经分析好了，解题思路基本有了眉目。