Question

（14分）茶是我國人民喜愛的飲品。某校化學興趣小組的同學設計以下實驗來定性檢驗茶葉中含有鈣、鐵、鋁三種金屬元素。
[查閱部分資料]：草酸銨[(NH₄)₂C₂O₄]屬于弱電解質；草酸鈣（CaC₂O₄）難溶于水；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。
試根據上述過程及信息填空：
（1）步驟②加鹽酸的作用是  _________________________________________ ；
（2）寫出檢驗Ca²⁺的離子方程式 ___________________________；
（3）寫出沉淀C所含主要物質的化學式  _____________________________；
（4）寫出步驟⑧用A試劑生成紅色溶液的離子方程式_____________________________；
（5）步驟⑨的作用是                                      ；
（6）猜測步驟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
則Q₁ ___________Q₂（填“＞”，“＜”或“=”）    

Answer 1

（1）使茶葉灰分中的鈣、鐵、鋁等難溶化合物轉化成可溶性氯化物，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⁺轉化為Fe(OH)₃沉淀，使之與鋁元素分離
（6）檢驗Al³⁺（或鋁元素）存在       （7）＜

這樣一條實驗流程型的無機推斷題經常會提供一些資料卡。資料中出現的內容是在解題過程中不可缺少的，這些知識在教科書上沒有介紹過，但是基本原理并不復雜，學生可以通過閱讀自學掌握。其中經常包含一些重要的解題信息。
本題給出的資料分為兩部分，“草酸銨[(NH₄)₂C₂O₄]屬于弱電解質；草酸鈣[CaC₂O₄]難溶于水”是對問題（2）給出的信息，便于書寫離子方程式時判斷[(NH₄)₂C₂O₄]和[CaC₂O₄]均應以化學式出現；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”則是本題的突破口。
看到這個信息，到框圖中尋找調節pH值的操作流程——④⑨，梳理實驗是如何將三種金屬離子分離開來的。④將pH值調節至6~7，此時鋁離子和鐵離子均已沉淀完全，而鈣離子未沉淀完全，故沉淀C的成份是A1(OH)₃和Fe(OH)₃，濾液中有鈣離子。⑨將pH值調節至4~5，此時鋁離子沒有沉淀而鐵離子沉淀完全。這樣這條題目的突破口就已經分析好了，解題思路基本有了眉目。