Question

2．聚合氯化鐵鋁[AlFe（OH）_nCl_（6-n）]_m（PAFC），是一種應用非常廣泛的新型高效凈水劑．為測定PAFC中Al的含量，采用如圖所示流程進行．

請回答下列問題：
（1）①步驟I中的試劑A是氫氧化鈉溶液（填“氨水”或“NaOH溶液”）．
②步驟Ⅲ的離子方程式為AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．
③實驗室進行“灼燒”時所需的陶瓷儀器有坩堝、泥三角．
④溶液2中存在的電荷守恒式為c（H⁺）+c（Na⁺）=c（OH^-）+c（HCO₃^-）+2c（CO₃^2-）+c（Cl^-）；向溶液2中滴加少量NaOH溶液，則$\frac{c（{H}_{2}C{O}_{3}）}{c（C{O}_{3}^{{2}^{-}}）}$變小（填“變大”、“變小”或“不變”）．
（2）C和某一金屬在高溫下發(fā)生反應可用于焊接鋼軌，其化學反應方程式為2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃；某同學在實驗室中進行此反應，反應結束后將所得固體溶于足量的稀硫酸，滴加KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，由此該同學確定該固體中無Fe₂O₃，他的判斷是否正確？否（填“是”或“否”）．

Answer 1

分析 （1）為檢測PAFC中Al和Fe含量，PAFC加入足量A為氫氧化鈉溶液反應生成氫氧化鐵沉淀和偏鋁酸鈉溶液，氯化鈉溶液，過濾后得到氫氧化鐵灼燒得到C為氧化鐵，濾液Ⅰ中通入過量的B為二氧化碳氣體和偏鋁酸鈉溶液反應生成氫氧化鋁沉淀，過濾得到氫氧化鋁沉淀，灼燒得到D為氧化鋁；
①步驟Ⅰ中的試劑A為氫氧化鈉溶液；
②步驟Ⅲ的反應為偏鋁酸鈉溶液中通入過量二氧化碳氣體生成氫氧化鋁沉淀；
③依據(jù)固體灼燒所需陶瓷儀器為坩堝，泥三角分析；
④溶液2為碳酸氫鈉溶液和氯化鈉溶液的混合物，溶液中陰陽離子所帶電荷數(shù)相同，向溶液2中滴加少量NaOH镕液和碳酸氫鈉反應生成碳酸鈉和水，碳酸根離子濃度增大，碳酸濃度減��；
（2）鋁熱反應需要引發(fā)劑引發(fā)高溫反應，用少量氯酸鉀和鎂條引發(fā)，點燃鎂條燃燒放熱使氯酸鉀分解生成氧氣助燃產生反應引發(fā)所需要的溫度，鋁熱反應所得的固體混合物，將其溶于足量H₂SO₄，滴加KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，說明無鐵離子，但不能說明固體中不含氧化鐵，因為鋁熱反應生成鐵，溶解于硫酸中鐵可以還原鐵離子為亞鐵離子分析書寫離子方程式．

解答 解：（1）為檢測PAFC中Al和Fe含量，PAFC加入足量A為氫氧化鈉溶液反應生成氫氧化鐵沉淀和偏鋁酸鈉溶液，氯化鈉溶液；過濾后得到氫氧化鐵灼燒得到C為氧化鐵，濾液Ⅰ中通入過量的B為二氧化碳氣體和偏鋁酸鈉溶液反應生成氫氧化鋁沉淀，過濾得到氫氧化鋁沉淀，灼燒得到D為氧化鋁；
①步驟Ⅰ中的試劑A為氫氧化鈉溶液，
故答案為：氫氧化鈉溶液；
②步驟Ⅲ的反應為偏鋁酸鈉溶液中通入過量二氧化碳氣體生成氫氧化鋁沉淀，反應的離子方程式為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
故答案為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
③實驗室進行“灼燒”是灼燒氫氧化鋁固體，固體灼燒所需陶瓷儀器為坩堝、泥三角；
故答案為：坩堝、泥三角；
④溶液2為碳酸氫鈉溶液和氯化鈉溶液，溶液中陰陽離子所帶電荷數(shù)相同，溶液中存在電荷守恒為：c（H⁺）+c（Na⁺）=c（OH^-）+c（HCO₃^-）+2c（CO₃^2-）+c（Cl^-），向溶液2中滴加少量NaOH镕液和碳酸氫鈉反應生成碳酸鈉和水，NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O，碳酸根離子濃度增大，碳酸濃度減小，$\frac{c（{H}_{2}C{O}_{3}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$比值減��；
故答案為：c（H⁺）+c（Na⁺）=c（OH^-）+c（HCO₃^-）+2c（CO₃^2-）+c（Cl^-）；變��；
（2）由于Al、Fe以及Fe₂O₃的物質的量關系無法確定，則不能確定溶液中Fe元素的存在形成是否有Fe³⁺，所得酸性溶液中，不能確定是否一定存在的陽離子為Fe³⁺；鋁熱反應需要引發(fā)劑引發(fā)高溫反應，用少量氯酸鉀和鎂條引發(fā)，點燃鎂條燃燒放熱使氯酸鉀分解生成氧氣助燃產生反應引發(fā)所需要的溫度發(fā)生反應，反應的化學方程式為：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃，鋁熱反應所得的固體混合物，將其溶于足量H₂SO₄，滴加KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，說明無鐵離子，但不能說明固體中不含氧化鐵，因為鋁熱反應生成鐵溶解于硫酸中鐵可以還原鐵離子為亞鐵離子，離子方程式為：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，F(xiàn)e+2Fe³⁺=3Fe²⁺，反應結束后將所得固體溶于足量的稀硫酸，滴加KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，不能確定該固體混合物中無Fe₂O₃，
故答案為：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃；否．

點評 本題考查了鋁及其化合物性質的分析應用，主要是過程分析判斷，電解質溶液中離子性質和電荷守恒，實驗基本操作的應用，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．