Question

【題目】某Al2O3樣品中含有一定量的Cu、Fe、Fe2O3雜質。現通過下列生產過程，從該樣品中提純Al2O3，并回收鐵紅。流程如下：

(1)操作①是_________，在實驗室進行該操作需要的玻璃儀器有_________。

(2)白色固體②是_________，樣品和試劑①反應的化學方程式是_________。

(3)固體①加入適量稀鹽酸，可能發生的反應有：_______(用化學方程式表達)。

(4)溶液③中鐵元素的存在形式是_________，如何用實驗證明：____。

(5)溶液③中通入某氣體，該氣體可以是_________(任寫一種的化學式)，紅褐色固體制得鐵紅的化學方程式是_________。

Answer 1

【答案】過濾 燒杯、漏斗、玻璃棒 Al(OH)3 Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O、2FeCl3+Fe=3FeCl2、Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ Fe2+ 取少量溶液于試管中，滴入KSCN溶液無變化，滴加氯水后變血紅色 O2或者Cl2 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O

【解析】

Al2O3樣品中含有一定量的Cu、Fe、Fe2O3雜質，根據題中流程圖可知，樣品與試劑①反應得溶液①再通入CO2得白色沉淀②，該白色固體加熱分解產生Al2O3，可推知試劑①為NaOH，得到的固體①為Cu、Fe、Fe2O3，溶液①為NaAlO2、NaOH混合溶液，通入過量CO2后得溶液②為NaHCO3溶液，白色固體②為Al(OH)3，Al(OH)3受熱分解得Al2O3，固體①中加入鹽酸得到固體粉末中鐵有剩余，由于Fe會發生反應2Fe3++Fe=3Fe2+，則溶液③中主要含有Fe2+，經過操作①得紅褐色固體應為Fe(OH)3，所以通入的氣體應為氧化劑，可以是O2或Cl2，氫氧化鐵受熱分解得Fe2O3。

(1)操作①是分離難溶性固體與可溶性液體混合物的方法，名稱為過濾；在實驗室進行過濾操作需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒；

(2)白色固體②受熱分解產生Al2O3，則②是Al(OH)3，樣品中含有Al2O3和試劑NaOH溶液反應產生NaAlO2和H2O，反應的化學方程式是Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O；

(3)固體①中含有Al2O3、Cu、Fe、Fe2O3，加入適量稀鹽酸，由于反應后的固體粉末中含有Fe單質，則可能發生的反應有Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O、2FeCl3+Fe=3FeCl2、Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；

(4)由于固體①中樣品與適量鹽酸反應后的固體粉末中含有Fe，結合Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O、2Fe3++Fe=3Fe2+可知溶液③中鐵元素的存在形式是Fe2+，證明方法是：取少量該溶液于試管中，滴入KSCN溶液無變化，滴加氯水后溶液變血紅色；

(5)溶液③中含有Fe2+，向溶液③通入某氣體后再加入足量NaOH溶液，產生紅褐色的Fe(OH)3沉淀，該氣體具有強的氧化性，氣體可以是O2或者Cl2，紅褐色固體Fe(OH)3不穩定，受熱分解產生鐵紅Fe2O3，該反應的化學方程式是2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。