纳米氧化铝在陶瓷材料、电子工业、生物医药等方面有广阔的应用前景，它可通过硫酸铝铵晶体热分解得到．[已知：硫酸铝铵晶体的倾学式为（NH4）Al（SO4）n•12H2O]．制备硫酸铝铵晶体的实验流程如图（1）：（1）检验上述流程中“过滤”后杂质是否除尽的实验方法是．（2）上述流程中，“分离”所包含的操作依次为：、、过滤、洗涤、干燥．（3）硫酸铝铵水溶液呈酸性的原因是（用离子方程式表示）．（4）写出上述“反应Ⅱ”中获得硫酸铝铵晶体的化学方程式．（5）向硫酸铝铵溶液中加入氢氧化钡溶液至A13+刚好沉淀完全，写出反
2020-02-08
纳米氧化铝在陶瓷材料、电子工业、生物医药等方面有广阔的应用前景，它可通过硫酸铝铵晶体热分解得到．[已知：硫酸铝铵晶体的倾学式为（NH4）Al（SO4）n•12H2O]．制备硫酸铝铵晶体的实验流程如图（1）：
（1）检验上述流程中“过滤”后杂质是否除尽的实验方法是______．
（2）上述流程中，“分离”所包含的操作依次为：______、______、过滤、洗涤、干燥．
（3）硫酸铝铵水溶液呈酸性的原因是______（用离子方程式表示）．
（4）写出上述“反应Ⅱ”中获得硫酸铝铵晶体的化学方程式______．
（5）向硫酸铝铵溶液中加入氢氧化钡溶液至A13+刚好沉淀完全，写出反应的离子方程式______．
（6）取4.53g硫酸铝铵晶体加热分解，加热过程中，固体质量随时间的变化如图（2）所示：写出400℃时剩余固体成分的化学式______．
优质解答
（1）由工艺流程可知，加入过氧化氢将溶液中Fe2+氧化为Fe3+，加入氨水调节溶液PH值，Fe3+使转化为Fe（OH）3，过滤后的滤液中可能含有Fe3+，取少许滤液于试管中，加几滴KSCN溶液，若溶液不变红色，则杂质已除尽．
故答案为：取少许滤液于试管中，加几滴KSCN溶液，若溶液不变红色，则杂质已除尽．
（2）由工艺流程可知，流程中“分离”是从溶液中获得晶体，操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等．
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶．
（3）溶液中Al3+水解Al3++3H2O⇌Al（OH）3+H+，NH4+水解NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+，使溶液呈酸性．
故答案为：Al3++3H2O⇌Al（OH）3+H+，NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+．
（4）硫酸铝溶液与硫酸铵溶液反应生成（NH4）Al（SO4）2•12H2O，
反应方程式为Al2（SO4）3+（NH4）2SO4+24H2O=2（NH4）Al（SO4）2•12H2O．
故答案为：Al2（SO4）3+（NH4）2SO4+24H2O=2（NH4）Al（SO4）2•12H2O．
（5）向硫酸铝铵溶液中加入氢氧化钡溶液至A13+刚好沉淀完全，OH-与Al3+反应，NH4+不反应，反应为硫酸铝与氢氧化钡，反应离子方程式为2Al3++3SO42-+3Ba2++6OH-=3BaSO4↓+2Al（OH）3↓．
故答案为：2Al3++3SO42-+3Ba2++6OH-=3BaSO4↓+2Al（OH）3↓．
（6）取4.53g硫酸铝铵晶体的物质的量为=0.01mol，
4.53g硫酸铝铵晶体中水的质量为0.01mol×12×18g/mol=2.16g，
加热400℃时固体质量减少△m=4.53g-2.46g=2.07g＜2.16g
剩余固体中结晶水的物质的量为=0.005mol．
剩余固体中n[（NH4）Al（SO4）2]：n（H2O）=0.01mol：0.005mol=2：1，
故400℃时剩余固体成分的化学式为（NH4）2Al2（SO4）4•H2O．
故答案为：（NH4）2Al2（SO4）4•H2O．
（1）由工艺流程可知，加入过氧化氢将溶液中Fe2+氧化为Fe3+，加入氨水调节溶液PH值，Fe3+使转化为Fe（OH）3，过滤后的滤液中可能含有Fe3+，取少许滤液于试管中，加几滴KSCN溶液，若溶液不变红色，则杂质已除尽．
故答案为：取少许滤液于试管中，加几滴KSCN溶液，若溶液不变红色，则杂质已除尽．
（2）由工艺流程可知，流程中“分离”是从溶液中获得晶体，操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等．
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶．
（3）溶液中Al3+水解Al3++3H2O⇌Al（OH）3+H+，NH4+水解NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+，使溶液呈酸性．
故答案为：Al3++3H2O⇌Al（OH）3+H+，NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+．
（4）硫酸铝溶液与硫酸铵溶液反应生成（NH4）Al（SO4）2•12H2O，
反应方程式为Al2（SO4）3+（NH4）2SO4+24H2O=2（NH4）Al（SO4）2•12H2O．
故答案为：Al2（SO4）3+（NH4）2SO4+24H2O=2（NH4）Al（SO4）2•12H2O．
（5）向硫酸铝铵溶液中加入氢氧化钡溶液至A13+刚好沉淀完全，OH-与Al3+反应，NH4+不反应，反应为硫酸铝与氢氧化钡，反应离子方程式为2Al3++3SO42-+3Ba2++6OH-=3BaSO4↓+2Al（OH）3↓．
故答案为：2Al3++3SO42-+3Ba2++6OH-=3BaSO4↓+2Al（OH）3↓．
（6）取4.53g硫酸铝铵晶体的物质的量为=0.01mol，
4.53g硫酸铝铵晶体中水的质量为0.01mol×12×18g/mol=2.16g，
加热400℃时固体质量减少△m=4.53g-2.46g=2.07g＜2.16g
剩余固体中结晶水的物质的量为=0.005mol．
剩余固体中n[（NH4）Al（SO4）2]：n（H2O）=0.01mol：0.005mol=2：1，
故400℃时剩余固体成分的化学式为（NH4）2Al2（SO4）4•H2O．
故答案为：（NH4）2Al2（SO4）4•H2O．