Question

（15分）Al₂O₃、Al(OH)₃都是重要化工原料。根据要求回答问题：

Ⅰ、电解法制高品质Al(OH)₃装置如下（中间用离子交换膜隔开）：

4Na[Al(OH)₄]+2H₂O4Al(OH)₃↓+4NaOH+O₂↑+2H₂↑

（1）产物Al(OH)₃在         区（填“阴极”或“阳极”）沉积；

（2）电解中转移2mol e^—时，将制得__________mol的Al(OH)₃。

Ⅱ、制取纳米Al₂O₃需要纯净的硫酸铝。现有0.05mol·L^-1硫酸铝溶液，经检测，含有Fe²⁺、Fe³⁺。可按下述操作提纯：往溶液中加足量H₂O₂充分反应，再用试剂X调节溶液pH=3.5。（室温下，0.1mol·L^-1的Fe²⁺、Al³⁺开始沉淀的pH分别为7.0和3.7，Fe³⁺完全沉淀的pH=3.2）

（3）纳米氧化铝分散在分散剂中将形成胶体。则纳米氧化铝的直径约为             m。

（4）检验硫酸铝溶液含有Fe³⁺时，所采用的试剂及现象是                          。

（5）往溶液中加入H₂O₂的作用是                                   （用离子方程式表示）。

（6）加入的X试剂（填选项编号）是          。

A．CuO      B．Al(OH)₃      C．NaOH       D．NaHCO₃

若调节后溶液的pH偏离3.5，可能带来的后果是                。

Answer

（15分）

（1）阳极（2分） （2）2（2分） （3）10-9～10-7 （2分）

（4）加KSCN溶液，溶液变血红色（2分）

（5）2Fe2+ + 2H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O（3分）

（6）B （2分） pH过小Fe3+沉淀不完全，pH过大Al3+可能因沉淀而损失（2分）

【解析】

试题分析：（1）H2O电离出的OH‾在阳极上放电，H2O的电离平衡向右移动，H+浓度增大，与[Al(OH)4]‾反应可生成Al(OH)3，故Al(OH)3在阳极区沉积。

（2）根据[Al(OH)4]‾+H+=Al(OH)3↓+H2O及电子转移可得对应关系：Al(OH)3 ～ e‾，所以电解中转移2mol e—时，可制得2 mol的Al(OH)3。

（3）胶体分散质颗粒直径为1nm ～ 100 nm，所以纳米氧化铝的直径约为10-9～10-7 m。

（4）用KSCN溶液检验Fe3+，所以检验硫酸铝溶液含有Fe3+时，所采用的试剂及现象是：加KSCN溶液，溶液变血红色。

（5）H2O2把Fe2+氧化为Fe3+，配平可得离子方程式：2Fe2+ + 2H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O

（6）X的作用是调节溶液的pH，为了避免产生新杂质，应加入含Al元素的物质，故B项正确；因为Fe3+完全沉淀的pH=3.2，0.1mol·L-1的Fe2+、Al3+开始沉淀的pH分别为7.0和3.7，所以若调节后溶液的pH偏离3.5，可能带来的后果是：pH过小Fe3+沉淀不完全，pH过大Al3+可能因沉淀而损失。

考点：本题考查电解原理及应用、胶体、离子的检验、离子方程式的书写。