Question

20．某興趣小組利用廢棄的鐵鋁合金（含F(xiàn)e、Al、Fe₂O₃、Al₂O₃）制備鐵紅Fe₂O₃，實(shí)驗(yàn)流程如圖：

（1）氣體X是H₂（填化學(xué)式）．
（2）經(jīng)檢驗(yàn)溶液Y中不含F(xiàn)e³⁺，檢驗(yàn)Fe³⁺的試劑是KSCN溶液（填化學(xué)式）．
（3）溶液Y中Fe²⁺產(chǎn)生的原因不可能是d（填字母）．
a．Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑             b．Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺
c．Al+3Fe³⁺=3Fe²⁺+Al³⁺     d．H₂+2Fe³⁺=2Fe²⁺+2H⁺
（4）步驟②，先有大量沉淀產(chǎn)生，后沉淀部分溶解，請(qǐng)用離子方程式解釋沉淀部分溶解的原因3OH^-+Al³⁺=Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O．
（5）寫(xiě)出步驟③發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．
（6）已知步驟①恰好完全反應(yīng)消耗1mol/L鹽酸1L，步驟④獲得16.0gFe₂O₃，則該廢棄的合金中含有鋁元素的質(zhì)量為5.4g．

Answer 1

分析 鐵鋁合金（含F(xiàn)e、Al、Fe₂O₃、Al₂O₃）中加入鹽酸，鐵、鋁與鹽酸反應(yīng)生成氣體X為氫氣，得到的溶液Y中含有Al³⁺、Fe³⁺、Fe²⁺，在Y中加入過(guò)量的氫氧化鈉得固體Z為氫氧化鐵和氫氧化亞鐵，溶液W中含有偏鋁酸根離子，Z在足量空氣中生成固體M為氫氧化鐵，氫氧化鐵加熱分解得鐵紅Fe₂O₃，以此來(lái)解答．

解答 解：鐵鋁合金（含F(xiàn)e、Al、Fe₂O₃、Al₂O₃）中加入鹽酸，鐵、鋁與鹽酸反應(yīng)生成氣體X為氫氣，得到的溶液Y中含有Al³⁺、Fe³⁺、Fe²⁺，在Y中加入過(guò)量的氫氧化鈉得固體Z為氫氧化鐵和氫氧化亞鐵，溶液W中含有偏鋁酸根離子，Z在足量空氣中生成固體M為氫氧化鐵，氫氧化鐵加熱分解得鐵紅Fe₂O₃，
（1）根據(jù)上面的分析可知，氣體X是氫氣，化學(xué)式為H₂，故答案為：H₂；
（2）檢驗(yàn)Fe³⁺的常用試劑是KSCN溶液，如果有Fe³⁺，則溶液出現(xiàn)血紅色，故答案為：KSCN溶液；
（3）Fe、Al、Fe₂O₃、Al₂O₃中加入鹽酸，可能發(fā)生Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺、Al+3Fe³⁺=3Fe²⁺+Al³⁺，在溶液中氫氣不能還原鐵離子，所以溶液Y中Fe²⁺產(chǎn)生的原因不可能是H₂+2Fe³⁺=2Fe²⁺+2H⁺，故選d；
（4）溶液Y中有鋁離子，加入氫氧化鈉溶液生成氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁再與過(guò)量的氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，反應(yīng)的離子方程式為3OH^-+Al³⁺=Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：3OH^-+Al³⁺=Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（5）步驟③是氫氧化亞鐵在空氣中被氧氣氧化生成氫氧化鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃ ，
故答案為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（6）已知步驟①恰好完全反應(yīng)消耗1mol/L鹽酸1L，步驟④獲得16.0gFe₂O₃，即0.1molFe₂O₃，根據(jù)元素守恒可知，Y中鐵元素的物質(zhì)的量為0.2mol，經(jīng)檢驗(yàn)溶液Y中不含F(xiàn)e³⁺，Y中氯化亞的物質(zhì)的量為0.2mol，根據(jù)氯元素守恒可知，Y中氯化鋁中氯離子的物質(zhì)的量為1mol-0.4mol=0.6mol，所以氯化鋁的物質(zhì)的量為0.2mol，根據(jù)鋁元素守恒可知，則該廢棄的合金中含有鋁元素的質(zhì)量為0.2mol×27g/mol=5.4g，
故答案為：5.4．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的分離、提純的方法及基本操作的綜合應(yīng)用，為高頻考點(diǎn)，把握流程中物質(zhì)的性質(zhì)、發(fā)生的反應(yīng)、混合物分離方法為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析、推斷及實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ木C合考查，題目難度不大．