Question

(16分)纳米氧化铝在陶瓷、电子、生物医药等方面有广泛的用途，它可通过硫酸铝铵晶体热分解得到[已知：硫酸铝铵晶体的化学式为Al₂(NH₄)₂(SO₄)₄·24H₂O，相对分子质量为906]．制备硫酸铝铵晶体的实验流程如下：

（1）H₂O₂氧化FeSO₄的离子方程式为                              ．

（2）加入氨水的目的是                  ，其化学反应方程式为                  ．

（3）若要保证产品的纯度，必须检验加入氨水后杂质是否除尽？其实验操作是：用试管取少量滤液，                                           ，则说明杂质已除净．

（4）上述流程中，“分离”所包含的操作依次为：          、          、过滤、洗涤、干燥；请完成硫酸铝铵晶体高温分解的化学方程式：2Al₂(NH₄)₂(SO₄)₄·24H₂OAl₂O₃+   NH₃↑+   SO₃↑+      ．

（5）取4.53 g 硫酸铝铵晶体加热分解，最终剩余0.51 g Al₂O₃固体．加热过程中，固体质量随温度的变化如图所示．请计算确定400℃时（硫酸铵未分解）剩余固体成分的化学式为                    （不必写出计算过程）．

Answer

(16分)

（1）（2分）H2O2+2Fe2++2H+==2 Fe3++2H2O [化学式1分、系数1分]

（2）（4分）沉淀杂质Fe3+（2分，沉淀1分、杂质1分）

Fe2(SO4)3+6NH3·H2O==2Fe(OH)3↓+3(NH4)2SO4（2分）[化学式1分、系数1分]

（3）（2分）滴入2-3滴KSCN[或NH4SCN]溶液（1分），若溶液不变红色（1分）

（4）（6分）蒸发浓缩（2分，两个字1分）、降温结晶（2分，两个字1分）

2 4 8 50H2O

（5）（2分）Al2(NH4)2(SO4)4·H2O

【解析】

试题分析：

（1）H2O2氧化FeSO4的离子方程式为：H2O2+2Fe2++2H+==2 Fe3++2H2O

（2）加入氨水的目的是将溶液中的Fe3+转化为沉淀；

发生反应的化学方程式为：Fe2(SO4)3+6NH3·H2O==2Fe(OH)3↓+3(NH4)2SO4

（3）实际是检验Fe3+，因此可用KSCN溶液即可，如果没有看到溶液显血红色，说明杂质除净。

（4）从溶液中得到晶体，并结合后续操作过滤及洗涤，可知前二步为：蒸发浓缩、冷却结晶

利用原子守恒法进行配平：2Al2(NH4)2(SO4)4·24H2O==== 2 Al2O3+ 4 NH3↑+ 8 SO3↑+ 50H2O ．

（5）n(硫酸铝铵)=4.53g÷906g·mol-1=0.005mol

其中含水m(H2O)= 0.005 mol×24×18g·mol-1=2.16g

加热至400℃时m(H2O)=4.53g-2.46g=2.07g﹤2.16g，说明还存在结晶水。

剩余固体含有的结晶水n(H2O)= (2.16g-2.07g)÷18g·mol-1=0.005mol

则剩余固体：n(硫酸铝铵):n(剩余水)= 0.005mol:0.005mol=1:1

考点：无机化工流程 涉及实验评价、化学用语（化学方程式书写）、数据处理等。