Question

2．某礦物樣品（已經(jīng)剔除其它雜質）含三種氧化物：Al₂O₃、Fe₂O₃、CuO，化學興趣小組欲將三種金屬化合物加以分離，最終制得相應的純凈化合物或溶液．實驗方案大致如下：


（1）純Fe₂O₃、CuO的顏色依次是紅色、黑色．
（2）寫出濾液A的主要溶質成分：NaOH、NaAlO₂．
（3）由濾液A制AlCl₃溶液有①和②兩種途徑，②與①相比自有其合理之處，理由是：途徑②制得的氯化鋁溶液純度高；途徑①制取的AlCl₃溶液中混有NaCl雜質．
（4）溶液E中含有三種陽離子．向E中分步滴加NaOH溶液，三種陽離子先后與OH^-結合，其中列第二位的陽離子能使某種試劑變?yōu)檠�紅色，這種試劑是KSCN溶液．若礦物樣品的質量為m₁，所得Fe（OH）₃的質量為m₂，則樣品中Fe₂O₃的質量分數(shù)為$\frac{80{m}_{2}}{107{m}_{1}}$×100%．若使Fe³⁺沉淀這一步加入的NaOH過量，該測定值將偏高（填“偏高”、“偏低”或“不變”）．
（5）將Cu（OH）₂溶于稀硫酸，然后制成膽礬晶體，必要的操作步驟依次包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、自然干燥等．

Answer 1

分析 礦物樣品（已經(jīng)剔除其它雜質）含三種氧化物：Al₂O₃、Fe₂O₃、CuO，加入足量燒堿溶液過濾，氧化鋁溶解生成偏鋁酸鈉，氧化鐵和氧化銅不溶解，濾液A為NaAlO₂，濾渣B為Fe₂O₃、CuO，加入足量稀硫酸溶解得到硫酸鐵、硫酸銅溶液E，加入氫氧化鈉溶液生成沉淀氫氧化鐵和氫氧化銅，濾液A加入足量鹽酸生成氯化鋁溶液，濾液A通入足量二氧化碳過濾得到氫氧化鋁沉淀D，沉淀中加入足量稀鹽酸得到氯化鋁溶液，
（1）氧化鐵為紅色，氧化銅為黑色；
（2）分析可知濾液A為偏鋁酸鈉溶液和氫氧化鈉溶液；
（3）根據(jù)物質的性質結合框圖轉化關系和所得產(chǎn)品進行解答；
（4）溶液E中含有三種陽離子．為H⁺、Fe³⁺、Cu²⁺，向E中分步滴加NaOH溶液，三種陽離子先后與OH^-結合，其中列第二位的陽離子能使某種試劑變?yōu)檠�紅色為鐵離子結合硫氰根離子生成血紅色溶液，元素守恒計算氧化鐵質量分數(shù)，若使Fe³⁺沉淀這一步加入的NaOH過量會生成氫氧化銅沉淀，沉淀質量增大；
（5）從溶液中要析出晶體，采用冷卻結晶法，然后過濾洗滌、干燥；

解答 解：礦物樣品（已經(jīng)剔除其它雜質）含三種氧化物：Al₂O₃、Fe₂O₃、CuO，加入足量燒堿溶液過濾，氧化鋁溶解生成偏鋁酸鈉，氧化鐵和氧化銅不溶解，濾液A為NaAlO₂，濾渣B為Fe₂O₃、CuO，加入足量稀硫酸溶解得到硫酸鐵、硫酸銅溶液E，加入氫氧化鈉溶液生成沉淀氫氧化鐵和氫氧化銅，濾液A加入足量鹽酸生成氯化鋁溶液，濾液A通入足量二氧化碳過濾得到氫氧化鋁沉淀D，沉淀中加入足量稀鹽酸得到氯化鋁溶液，
（1）純Fe₂O₃、CuO的顏色依次是紅色、黑色，
故答案為：紅；黑；
（2）濾液A的主要溶質成分為過量的氫氧化鈉和生成的偏鋁酸鈉，化學式為：NaOH、NaAlO₂，
故答案為：NaOH、NaAlO₂ ；
（3）途徑①發(fā)生反應：NaAlO₂+4HCl=AlCl₃+NaCl+2H₂O，會引入鹽酸，氯化鈉雜質；
故答案為：途徑②制得的氯化鋁溶液純度高；途徑①制取的AlCl₃溶液中混有NaCl雜質；
（4）溶液E中含有三種陽離子．為H⁺、Fe³⁺、Cu²⁺，向E中分步滴加NaOH溶液，三種陽離子先后與OH^-結合，其中列第二位的陽離子能使某種試劑變?yōu)檠�紅色為鐵離子結合硫氰根離子生成血紅色溶液，試劑為KSCN溶液，元素守恒計算氧化鐵質量分數(shù)=$\frac{\frac{{m}_{2}g}{107g/mol}×\frac{1}{2}×160g/mol}{{m}_{1}g}$×100%=$\frac{80{m}_{2}}{107{m}_{1}}$×100%，若使Fe³⁺沉淀這一步加入的NaOH過量會生成氫氧化銅沉淀，沉淀質量增大，計算得到氧化鐵質量分數(shù)會偏高，
故答案為：$\frac{80{m}_{2}}{107{m}_{1}}$×100%；偏高；
（5）由溶液制取晶體，需經(jīng)過加熱濃縮，冷卻結晶、過濾洗滌、干燥才可得到，將Cu（OH）₂溶于稀硫酸，然后制成膽礬晶體，必要的操作步驟依次包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌、干燥，
故答案為：冷卻結晶；過濾．

點評 本題主要考查了從工業(yè)廢料中制取純凈物，注意從框圖轉化中找出有用信息，利用有關的化學反應進行解答，題目難度中等．