Question

16．某化學(xué)興趣小組設(shè)計以下實驗步驟與操作來定性檢驗茶葉中含有的少量鈣、鐵、鋁三種元素．

已知Ca²⁺、Al²⁺、Fe³⁺完全形成相應(yīng)氫氧化物沉淀的pH如下表：

	Ca（OH）2	Al（OH）3	Fe（OH）3
pH	≥13	≥5.2	≥4.1

（1）步驟①中加入鹽酸的作用是使茶葉中的鈣、鐵、鋁元素轉(zhuǎn)化為離子．
（2）步驟②中調(diào)節(jié)pH至6～7的目的是使Fe³⁺、Al³⁺轉(zhuǎn)化為沉淀．
（3）沉淀X所含主要物質(zhì)的化學(xué)式為Al（OH）₃、Fe（OH）₃ ．
（4）寫出沉淀X與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O；寫出步驟③中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：Ca²⁺+C₂O₄^2-=CaC₂O₄↓．
（5）試劑A為硫氰化鉀溶液．

Answer 1

分析 依據(jù)流程圖分析可知茶葉中含有的少量鈣、鐵、鋁三種元素，灼燒后加入鹽酸過濾得到濾液中主要是Ca²⁺、Al³⁺、Fe³⁺，加入濃氨水調(diào)節(jié)溶液pH為6--7，依據(jù)圖表分析可知Al³⁺、Fe³⁺ 會生成沉淀，沉淀中加入鹽酸溶解后分為兩份，一份加入硫氰酸鉀溶液變紅色證明鐵離子的存在，另一份加入鋁試劑呈玫瑰紅色證明含有鋁離子；濾液中主要是鈣離子，加入草酸銨溶液得到草酸鈣沉淀，證明含有鈣離子；
（1）依據(jù)流程圖分析可知，向茶葉灰分中加鹽酸的作用是將其中的Ca²⁺、Al³⁺、Fe³⁺溶解；
（2）步驟②在pH為6-7時，可使Al³⁺、Fe³⁺轉(zhuǎn)化成Al（OH）₃和Fe（OH）₃沉淀；
（3）步驟②加入濃氨水在pH為6-7時，可使Al³⁺、Fe³⁺轉(zhuǎn)化成Al（OH）₃和Fe（OH）₃沉淀，鈣離子不沉淀；
（4）分析流程可知沉淀X為Al（OH）₃、Fe（OH）₃，Al（OH）₃與NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，步驟③中發(fā)生反應(yīng)是草酸銨和鈣離子形成草酸鈣沉淀的反應(yīng)；
（5）溶液1是加入硫氰酸鉀溶液檢驗鐵離子的存在．

解答 解：（1）流程圖中加入鹽酸的作用是溶解物質(zhì)使鈣、鐵、鋁元素進入溶液有利于進行離子分離，
故答案為：使茶葉中的鈣、鐵、鋁元素轉(zhuǎn)化為離子；
（2）步驟②在pH為6-7時，可使Al³⁺、Fe³⁺轉(zhuǎn)化成Al（OH）₃和Fe（OH）₃沉淀，使Fe³⁺、Al³⁺轉(zhuǎn)化為沉淀，
故答案為：使Fe³⁺、Al³⁺轉(zhuǎn)化為沉淀；
（3）步驟②加入濃氨水在pH為6-7時，依據(jù)圖表分析可知，可使Al³⁺、Fe³⁺轉(zhuǎn)化成Al（OH）₃和Fe（OH）₃沉淀，鈣離子不沉淀，
故答案為：Al（OH）₃、Fe（OH）₃ ；
（4）沉淀X為Al（OH）₃、Fe（OH）₃，其中Al（OH）₃與NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，化學(xué)方程式為Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，
過濾后所得濾液中含Ca²⁺，步驟③中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是檢驗Ca²⁺的存在，反應(yīng)的離子方程式為Ca²⁺+C₂O₄^2-=CaC₂O₄↓，
故答案為：Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O；Ca²⁺+C₂O₄^2-=CaC₂O₄↓；
（5）依據(jù)流程圖可知，溶液1中加入的A試劑，所用A試劑是為了檢驗鐵離子的存在，加入的是硫氰酸鉀溶液和鐵離子形成血紅色溶液，故答案為：硫氰化鉀溶液．

點評 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)和組成的實驗探究實驗分析判斷，流程中的試劑特征和反應(yīng)現(xiàn)象是解題關(guān)鍵，題目難度中等．