Question

19．某校化學(xué)興趣小組用如圖所示過(guò)程除去AlCl₃中含有的Mg²⁺、K⁺雜質(zhì)離子并盡可能減少AlCl₃的損失．

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）寫出混合物中加入足量氫氧化鈉溶液時(shí)，溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O．
（2）氫氧化鈉溶液能否用氨水代替，為什么？不能；因?yàn)樵贏l³⁺與氨水反應(yīng)生成Al（OH）₃后，Al（OH）₃不能與氨水繼續(xù)反應(yīng)，從而不能將Al（OH）₃與Mg（OH）₂分開．
（3）在溶液a中加入鹽酸時(shí)需控制鹽酸的量，為什么因?yàn)闅溲趸�鋁能與強(qiáng)酸反應(yīng)，所以在加入鹽酸沉淀AlO₂^-時(shí)，需要控制鹽酸的量，以防止部分鋁轉(zhuǎn)化成Al³⁺； 為此，改進(jìn)方法是通入過(guò)量二氧化碳?xì)怏w．

Answer 1

分析 除去AlCl₃中含有Mg²⁺、K⁺雜質(zhì)離子并盡可能減少AlCl₃的損失，由流程可知，先加足量NaOH溶液，生成氫氧化鎂沉淀，則溶液a中含K⁺、AlO₂^-、Cl^-，且a中含過(guò)量的NaOH；再加少量鹽酸，AlO₂^-轉(zhuǎn)化為沉淀，但該操作難控制鹽酸的量，應(yīng)改為通入足量二氧化碳，最后將氫氧化鋁沉淀溶于鹽酸得到氯化鋁溶液，
（1）鎂離子和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀，鋁離子和足量的氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，據(jù)此書寫離子方程式；
（2）氨水和鎂離子、鋁離子均生成沉淀，無(wú)法把二者分開；
（3）根據(jù)發(fā)生的反應(yīng)判斷a溶液中存在離子，由于氫氧化鋁為兩性氫氧化物，能溶于強(qiáng)酸，故最佳方案是通入二氧化碳?xì)怏w，氫氧化鋁不溶于二氧化碳溶液中．

解答 解：由實(shí)驗(yàn)流程可知，加足量的NaOH生成氫氧化鎂沉淀，過(guò)濾得到溶液a中含AlO₂^-、K⁺、Cl^-、Na⁺、OH^-，然后加鹽酸，沉淀c為氫氧化鋁，加鹽酸生成氯化鋁，溶液b中含KCl、NaCl；
（1）AlCl₃中含有Mg²⁺、K⁺雜質(zhì)離子，加入足量氫氧化鈉溶液時(shí)，溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓、Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）因?yàn)樵贏l³⁺與氨水反應(yīng)生成Al（OH）₃后，Al（OH）₃不能與氨水繼續(xù)反應(yīng)，從而不能將Al（OH）₃與Mg（OH）₂分開，則不能利用氨水代替NaOH溶液，
故答案為：不能，因?yàn)樵贏l³⁺與氨水反應(yīng)生成Al（OH）₃后，Al（OH）₃不能與氨水繼續(xù)反應(yīng)，從而不能將Al（OH）₃與Mg（OH）₂分開；
（3）因?yàn)闅溲趸�鋁能與強(qiáng)酸反應(yīng)，所以在加入鹽酸沉淀AlO₂^-時(shí)，需要控制鹽酸的量，以防止部分AlO₂^-轉(zhuǎn)化成Al³⁺，改進(jìn)的方法是將鹽酸改成通入二氧化碳?xì)怏w，
故答案為：因?yàn)闅溲趸�鋁能與強(qiáng)酸反應(yīng)，所以在加入鹽酸沉淀AlO₂^-時(shí)，需要控制鹽酸的量，以防止部分鋁轉(zhuǎn)化成Al³⁺；通入過(guò)量二氧化碳?xì)怏w．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物分離、提純實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，把握實(shí)驗(yàn)流程中發(fā)生的反應(yīng)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋�注意氫氧化鋁的兩性，題目難度不大．