Question

15．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(guò)濾．
步驟2：邊攪拌邊向溶液中滴加稀硫酸至溶液pH=8～9，靜置、過(guò)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：將得到的溶液范發(fā)濃縮、冷卻、結(jié)晶、過(guò)濾、干燥．
請(qǐng)回答以下問(wèn)題：
（1）上述實(shí)驗(yàn)中的過(guò)濾操作需要玻璃棒、燒杯、漏斗等玻璃儀器．
（2）步驟1過(guò)濾的目的是除去鐵等不溶于堿的雜質(zhì)．
（3）當(dāng)步驟2中溶液的pH=8～9時(shí)，檢驗(yàn)沉淀是否完全的方法是取上層清液，逐滴加入稀硫酸，若變渾濁則說(shuō)明沉淀不完全，若不變渾濁則說(shuō)明沉淀完全．
（4）步驟2中溶液的pH較難控制，可改用通入足量CO₂氣體．

Answer 1

分析 根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟可知：由含鐵廢鋁制備硫酸鋁晶體原理是用氫氧化鈉溶液溶解鋁，過(guò)濾除掉雜質(zhì)鐵，然后調(diào)節(jié)PH得到氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁和稀硫酸溶液反應(yīng)生成硫酸鋁，蒸發(fā)濃縮、冷卻、結(jié)晶、過(guò)濾、干燥后得到硫酸鋁固體．
（1）過(guò)濾操作中需要的玻璃儀器有：燒杯、漏斗、玻璃棒；
（2）Al能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，鐵不能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，過(guò)濾為了固液分離；
（3）沉淀完全后上層清液里就沒(méi)有AlO₂^-，只要檢驗(yàn)上層清液里有無(wú)AlO₂^-就可以了；
（4）根據(jù)氫氧化鋁不能被碳酸溶解，偏鋁酸鈉可以和二氧化碳之間反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀來(lái)回答．

解答 解：根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟可知：由含鐵廢鋁制備硫酸鋁晶體原理是用氫氧化鈉溶液溶解鋁，過(guò)濾除掉雜質(zhì)鐵，然后調(diào)節(jié)PH得到氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁和稀硫酸溶液反應(yīng)生成硫酸鋁，蒸發(fā)濃縮、冷卻、結(jié)晶、過(guò)濾、干燥后得到硫酸鋁固體．
（1）過(guò)濾操作中需要大小燒杯各一個(gè)、過(guò)濾器需要漏斗、玻璃棒用作引流，因此過(guò)濾操作中需要的玻璃儀器有：燒杯、漏斗、玻璃棒，
故答案為：燒杯；漏斗；
（2）Al能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，鐵不能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，通過(guò)過(guò)濾將雜質(zhì)鐵從溶液中除掉，故答案為：除去鐵等不溶于堿的雜質(zhì)；
（3）檢驗(yàn)沉淀是否完全的方法是取上層清液，逐滴加入稀硫酸，若變渾濁則說(shuō)明沉淀不完全，若不變渾濁則說(shuō)明沉淀完全，
故答案為：取上層清液，逐滴加入稀硫酸，若變渾濁則說(shuō)明沉淀不完全，若不變渾濁則說(shuō)明沉淀完全；
（4）邊攪拌邊向?yàn)V液中滴加稀硫酸至溶液的pH=8～9，目的是生成氫氧化鋁，可利用往偏鋁酸鈉溶液中通入足量CO₂氣體的方法，2H₂O+AlO₂^-+CO₂=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，不必控制溶液的PH就可得到最大量的沉淀，故答案為：通入足量CO₂氣體．

點(diǎn)評(píng) 本題考查金屬鋁的重要性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)操作，鋁能與強(qiáng)堿性溶液反應(yīng)是其他一般金屬不具有的化學(xué)性質(zhì)，掌握化學(xué)反應(yīng)原理才能分析出實(shí)驗(yàn)步驟的目的，整合性較強(qiáng)，難度一般．