Question

某化學(xué)興趣小組按照下列方案進(jìn)行“由含鐵廢鋁制備硫酸鋁晶體”的實(shí)驗(yàn)。
步驟1：取一定量含鐵廢鋁，加足量的NaOH溶液，反應(yīng)完全后過濾；
步驟2：邊攪拌邊向?yàn)V液中滴加稀硫酸至溶液的pH=8~9，靜置、過濾、洗滌；
步驟3：將步驟2中得到的固體溶于足量的稀硫酸；
步驟4：將得到的溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻、結(jié)晶、過濾、干燥。
請回答以下問題：
（1）上述實(shí)驗(yàn)中的過濾操作需要玻璃棒、_____、________等玻璃儀器。
（2）步驟1過濾的目的是___________________。
（3）當(dāng)步驟2中的溶液pH=8~9時(shí)，檢驗(yàn)沉淀是否完全的方法是_____________。
（4）步驟2中溶液的pH控制較難操作，可改用____________________。

Answer 1

（1）燒杯；漏斗
（2）除去鐵等不溶于堿的雜質(zhì)
（3）取上層清液，逐滴加入稀硫酸，若變渾濁，則說明沉淀不完全；若不變渾濁，則說明沉淀完全
（4）通入足量的CO₂氣體
【試題分析】
本題屬于沉淀反應(yīng)的應(yīng)用，從最基本的原料開始，經(jīng)過一定的生產(chǎn)流程，制得的最終產(chǎn)品是硫酸鋁晶體，其生產(chǎn)過程可以表示為：Al（Fe）Na［Al（OH）₄］（含過量的NaOH）Al（OH）₃沉淀Al₂（SO₄）₃溶液 Al₂（SO₄）₃晶體（產(chǎn)品）。步驟1中的反應(yīng)原理為2Al+2NaOH+6H₂O=2Na［Al（OH）_４］+3H₂↑。步驟2中的反應(yīng)原理是［Al（OH）₄］^-+H⁺=Al（OH）₃↓+H₂O，由于Al（OH）₃具有兩性，它既能溶于強(qiáng)酸又能溶于強(qiáng)堿，既要把溶液中的Na［Al（OH）₄］完全轉(zhuǎn)化為Al（OH）₃，又要使產(chǎn)生的Al（OH）₃不溶解，其反應(yīng)條件的控制（即溶液的pH=8~9）成為關(guān)鍵。如果改變所使用的試劑，不用H₂SO₄，而是向Na［Al（OH）₄］溶液中通入過量的CO₂氣體，那么條件的控制就要容易得多，更便于操作，其反應(yīng)原理是［Al（OH）₄］^-+CO₂（足量）=Al（OH）₃↓+。步驟3中的反應(yīng)原理是Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O。弄清了反應(yīng)原理，回答相應(yīng)的問題就不難了。