Question

茶是我國(guó)人民喜愛(ài)的飲品．某校化學(xué)興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)來(lái)定性檢驗(yàn)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(zhì)；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(jù)上述過(guò)程及信息填空：不能通過(guò)編輯域代碼創(chuàng)建對(duì)象．
（1）步驟②加鹽酸的作用是

 

；
（2）寫(xiě)出檢驗(yàn)Ca²⁺的離子方程式

 

；
（3）寫(xiě)出沉淀C所含主要物質(zhì)的化學(xué)式

 

；
（4）寫(xiě)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(cè)步驟⑩的目的是

 

（7）已知：
2Fe （s）+

3

2

O₂（g）=Fe₂O₃（s），△H=-Q₁  kJ?mol^-1
2Al（s）+

3

2

O₂（g）=Al₂O₃（s），△H=-Q₂kJ?mol^-1
則Q₁

 

Q₂ （填“＞”，“＜”或“=”）

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專(zhuān)題：

分析：茶葉經(jīng)灼燒，茶葉灰中含有鈣、鐵、鋁三種金屬元素，加入鹽酸后可生成可溶性的氯化物，經(jīng)過(guò)濾后，在濾液中加入氨水調(diào)節(jié)pH6～7，加熱至沸30min，經(jīng)過(guò)濾得到的沉淀C為氫氧化鋁和氫氧化鐵沉淀，濾液為氯化鈣溶液，加入草酸銨后可得草酸鈣沉淀，在濾液中加入鹽酸后分為兩份，加入試劑A，溶液變成紅色，則A應(yīng)為KSCN溶液，溶液2中加入6mol/L的NaOH溶液調(diào)pH至4，可得到氫氧化鐵沉淀，濁液靜置分層后上層清液為氯化鋁溶液，加入試劑B可檢驗(yàn)鋁離子，生成紅色絡(luò)合物，以此進(jìn)行解答．

解答： 解：茶葉經(jīng)灼燒，茶葉灰中含有鈣、鐵、鋁三種金屬元素，加入鹽酸后可生成可溶性的氯化物，經(jīng)過(guò)濾后，在濾液中加入氨水調(diào)節(jié)pH6～7，加熱至沸30min，經(jīng)過(guò)濾得到的沉淀C為氫氧化鋁和氫氧化鐵沉淀，濾液為氯化鈣溶液，加入草酸銨后可得草酸鈣沉淀，在濾液中加入鹽酸后分為兩份，加入試劑A，溶液變成紅色，則A應(yīng)為KSCN溶液，溶液2中加入6mol/L的NaOH溶液調(diào)pH至4，可得到氫氧化鐵沉淀，濁液靜置分層后上層清液為氯化鋁溶液，加入試劑B可檢驗(yàn)鋁離子，生成紅色絡(luò)合物；
（1）向茶葉灰分中加鹽酸的作用是將其中的Ca²⁺、Al³⁺、Fe³⁺溶解，故答案為：使Ca²⁺、Al³⁺、Fe³⁺等離子溶解；
（2）⑤過(guò)濾后所得濾液中含Ca²⁺，檢驗(yàn)Ca²⁺的離子方程式為：Ca²⁺+（NH₄）₂C₂O₄=CaC₂O₄↓+2NH₄⁺，故答案為：Ca²⁺+（NH₄）₂C₂O₄=CaC₂O₄↓+2NH₄⁺；
（3）步驟④在pH為6-7時(shí)加熱30 min，可使Al³⁺、Fe³⁺轉(zhuǎn)化成Al（OH）₃和Fe（OH）₃沉淀，故答案為：Fe（OH）₃、Al（OH）₃；
（4）步驟⑧是檢驗(yàn)Fe³⁺，可加入KSCN 或NH₄SCN進(jìn)行檢驗(yàn)，溶液變紅色，反應(yīng)的離子方程式為：Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃，故答案為：Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃；
（5）步驟⑨將pH值調(diào)節(jié)至4～5，此時(shí)鋁離子沒(méi)有沉淀而鐵離子沉淀完全，故答案為：使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀；檢驗(yàn)Al³⁺（或鋁元素）存在；
（6）步驟⑩分離后用玫瑰紅物質(zhì)可檢驗(yàn)Al元素的存在，故答案為：檢驗(yàn)Al³⁺（或鋁元素）存在；
（7）鋁熱反應(yīng)的反應(yīng)物是鋁粉與氧化鐵粉末，生成物是鐵和氧化鋁，為放熱反應(yīng)，
 2Fe （s）+

3

2

O₂（g）=Fe₂O₃（s），△H=-Q₁  kJ?mol^-1①
2Al（s）+

3

2

O₂（g）=Al₂O₃（s），△H=-Q₂kJ?mol^-1②
方程式②-①得2Al （s）+Fe₂O₃（s）=Al₂O₃（s）+2Fe（s）△H=△H（①）-△H（②）=-Q₂kJ?mol^-1-（-Q₁kJ?mol^-1）=Q₁-Q₂kJ mol^-1，
又鋁熱反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以Q₁-Q₂＜0，即Q₁＜Q₂，故答案為：＜．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)和組成的實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)分析判斷，側(cè)重于學(xué)生的分析和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，為高考常�?jiàn)題型，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．