Question

某化學興趣小組用鋁土礦(主要成分為A1₂ O₃,還含有SiO₂及鐵的氧化物)提取氧化鋁作冶煉鋁的原料,提取的操作過程如下:

(1)在過濾操作中,除燒杯、玻璃棒外,還需用到的玻璃儀器有           ;洗滌沉淀的操作是                                                                        。
(2)實驗室制備氫氧化鋁的方案有多種。現提供鋁屑、氫氧化鈉溶液、稀硫酸三種藥品,若制備等量的氫氧化鋁,請你從藥品用量最少的角度出發,設計出最佳實驗方案(方案不必給出),寫出此方案中發生反應的離子方程式:                                                                                                                               ,此方案中所用藥品的物質的量之比是:n(Al)∶n(H₂SO₄)∶n(NaOH) =       。
(3)興趣小組欲對鋁土礦中鐵元素的價態進行探究:取少量固體,加入過量稀硝酸,加熱溶解;取少許溶液滴加KSCN溶液后出現紅色。由此得出鐵元素的價態為+3的結論。請指出該結論是否合理并說明理由                                                       。

Answer 1

(1)普通漏斗  向漏斗里加入蒸餾水,使水面浸沒沉淀,等水自然流完后,重復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,稀硝酸具有強氧化性,若鐵的價態為+2價,可被氧化為+3價,同樣與KSCN反應溶液顯紅色

(1)過濾裝置中還缺少普通漏斗。洗滌時,向過濾器中加蒸餾水浸沒沉淀,等水自然流下后,重復2～3次,可洗滌其表面吸附的離子。(2)制備氫氧化鋁有三種途徑:鋁與硫酸反應生成硫酸鋁,硫酸鋁與氫氧化鈉反應得氫氧化鋁沉淀;鋁與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉,偏鋁酸鈉再與硫酸反應得氫氧化鋁;將鋁按物質的量之比1∶3轉化為Al³⁺、AlO₂^-,利用Al³⁺和AlO₂^-的相互促進水解制取氫氧化鋁。寫出方程式觀察第三種方法最節約原料。(3)從實驗現象來看,只能說明鋁土礦中含有鐵元素,但是鐵的價態不一定是+3價,因為硝酸具有強的氧化性。