Question

某化學(xué)興趣小組在實驗室中用鋁土礦（主要成分是Al₂O₃?H₂O、Al₂O₃?3H₂O，含少量的Fe₂O₃、SiO₂等雜質(zhì)）提取純Al₂O₃．其操作過程可用以下流程圖表示：

（1）在實驗中需用1mol?L^-1的NaOH溶液480mL，現(xiàn)已有下列儀器：托盤天平（砝碼）、膠頭滴管、藥匙、燒杯、玻璃棒，配制該溶液時還缺少的儀器是

 

；在灼燒操作中需用到圖1所示儀器中的一種，其名稱是

 

．
（2）寫出濾液A中的一種溶質(zhì)與過量NaOH溶液反應(yīng)后生成物進入濾液B中的離子反應(yīng)方程式：

 

；寫出步驟③中的離子反應(yīng)方程式：

 

．
（3）若步驟①中沒有過濾操作而直接進入步驟②，將對后面操作產(chǎn)生的影響是

 

．
（4）甲同學(xué)在實驗室中用圖2裝置制備CO₂氣體，并將其通入濾液B中，結(jié)果沒有產(chǎn)生預(yù)期現(xiàn)象．
①乙同學(xué)分析認為：甲同學(xué)通入CO₂不足是導(dǎo)致實驗失敗的原因之一，你認為乙的分析

 

（填“合理”或“不合理”）；若合理，用離子方程式解釋其原因：

 

（若認為不合理，該空不作答）．
②丙同學(xué)分析認為：甲同學(xué)通入的CO₂中含有HC1氣體也是導(dǎo)致實驗失敗的原因，在實驗中增加某裝置可解決這個問題．請幫助丙同學(xué)畫出該裝置圖2，并注明所加入的試劑．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實驗設(shè)計題,化學(xué)實驗基本操作

分析：（1）配制一定物質(zhì)的量濃度溶液需要容量瓶，且容量瓶的規(guī)格應(yīng)該等于或稍微大于需要溶液體積；用于灼燒的儀器是坩堝；
（2）Al₂O₃?H₂O、Al₂O₃?3H₂O、Fe₂O₃和稀鹽酸反應(yīng)生成可溶性氯化物，所以濾液中含有FeCl₃、AlCl₃、鹽酸，向濾液中加入過量NaOH溶液，NaOH和AlCl₃生成NaAlO₂、和FeCl₃反應(yīng)生成Fe（OH）₃沉淀，所以濾液B中溶質(zhì)為NaCl、NaOH、NaAlO₂，向NaAlO₂充入過量CO₂生成Al（OH）₃沉淀和NaHCO₃；NaOH和過量CO₂反應(yīng)生成NaHCO₃；
（3）不溶物SiO₂能被NaOH溶解；
（4）①二氧化碳不足量時，只發(fā)生CO₂和NaOH的反應(yīng)；
②除去CO₂中的HCl用飽和NaHCO₃溶液，且洗氣裝置中導(dǎo)氣管遵循“長進短出”原則．

解答： 解：（1）配制一定物質(zhì)的量濃度溶液需要容量瓶，且容量瓶的規(guī)格應(yīng)該等于或稍微大于需要溶液體積，實驗室沒有480mL容量瓶，所以應(yīng)該選擇500mL容量瓶；用于灼燒的儀器是坩堝，
故答案為：500mL容量瓶；坩堝；
（2）Al₂O₃?H₂O、Al₂O₃?3H₂O、Fe₂O₃和稀鹽酸反應(yīng)生成可溶性氯化物，所以濾液中含有FeCl₃、AlCl₃、鹽酸，向濾液中加入過量NaOH溶液，NaOH和AlCl₃生成NaAlO₂、和FeCl₃反應(yīng)生成Fe（OH）₃沉淀，所以濾液B中溶質(zhì)為NaCl、NaOH、NaAlO₂，向NaAlO₂充入過量CO₂生成Al（OH）₃沉淀和NaHCO₃；NaOH和過量CO₂反應(yīng)生成NaHCO₃，過量NaOH溶液反應(yīng)后生成物進入濾液B中的離子反應(yīng)方程式為Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O、OH^-+CO₂=HCO₃^-，③中的離子反應(yīng)方程式為AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O、OH^-+CO₂=HCO₃^-；AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（3）步驟①不溶物SiO₂在步驟②中被NaOH溶解，最后得到的Al₂O₃中含有SiO₂導(dǎo)致氧化鋁不純，
故答案為：步驟①不溶物SiO₂在步驟②中被NaOH溶解，最后得到的Al₂O₃中含有SiO₂；
（4）①濾液中含有過量的NaOH，二氧化碳不足量時，先發(fā)生CO₂和NaOH的反應(yīng)，所以該同學(xué)解釋合理，離子方程式為2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O，故答案為：合理；2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O；
②除去CO₂中的HCl用飽和NaHCO₃溶液，且洗氣裝置中導(dǎo)氣管遵循“長進短出”原則，該裝置圖為，故答案為：．

點評：本題考查混合物的分離和提純，明確物質(zhì)性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，知道流程圖中各步發(fā)生的反應(yīng)、分離和提純方法，會正確書寫離子方程式，題目難度中等．