问题 填空题

(14分)茶是我国人民喜爱的饮品。某校化学兴趣小组的同学设计以下实验来定性检验茶叶中含有钙、铁、铝三种金属元素。

[查阅部分资料]:草酸铵[(NH4)2C2O4]属于弱电解质;草酸钙(CaC2O4)难溶于水;Ca2+、A13+、Fe3+完全沉淀的pH:Ca(OH)2:pH≥13;A1(OH)3:pH≥5.5;Fe(OH)3:pH≥4.1。

试根据上述过程及信息填空:

(1)步骤②加盐酸的作用是  _________________________________________ ;

(2)写出检验Ca2+的离子方程式 ___________________________;

(3)写出沉淀C所含主要物质的化学式  _____________________________;

(4)写出步骤⑧用A试剂生成红色溶液的离子方程式_____________________________;

(5)步骤⑨的作用是                                      

(6)猜测步骤⑩的目的是 _________________________________ ;

(7)已知:2Fe (s)+ 3/2O2 (g)= Fe2O3(s),△H = — Q1 kJ·mol1

2Al(s) + 3/2O2 (g)= Al 2O3(s),△H = — Q2  kJ·mol1

则Q1 ___________Q2(填“>”,“<”或“=”)    

答案

(1)使茶叶灰分中的钙、铁、铝等难溶化合物转化成可溶性氯化物,使Ca2+、Al3+、Fe3+浸出(或使Ca2+、Al3+、Fe3+溶解)

(2)Ca2++(NH4)2C2O4=CaC2O4↓+2NH4+           (3)Fe(OH)3、Al(OH)3

(4)Fe3++3SCNFe(SCN)3       (5)使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,使之与铝元素分离

(6)检验Al3+(或铝元素)存在       (7)<

这样一条实验流程型的无机推断题经常会提供一些资料卡。资料中出现的内容是在解题过程中不可缺少的,这些知识在教科书上没有介绍过,但是基本原理并不复杂,学生可以通过阅读自学掌握。其中经常包含一些重要的解题信息。

本题给出的资料分为两部分,“草酸铵[(NH4)2C2O4]属于弱电解质;草酸钙[CaC2O4]难溶于水”是对问题(2)给出的信息,便于书写离子方程式时判断[(NH4)2C2O4]和[CaC2O4]均应以化学式出现;而另一部分信息“Ca2+、A13+、Fe3+完全沉淀的pH:Ca(OH)2:pH≥13;A1(OH)3:pH≥5.5;Fe(OH)3:pH≥4.1”则是本题的突破口。

看到这个信息,到框图中寻找调节pH值的操作流程——④⑨,梳理实验是如何将三种金属离子分离开来的。④将pH值调节至6~7,此时铝离子和铁离子均已沉淀完全,而钙离子未沉淀完全,故沉淀C的成份是A1(OH)3和Fe(OH)3,滤液中有钙离子。⑨将pH值调节至4~5,此时铝离子没有沉淀而铁离子沉淀完全。这样这条题目的突破口就已经分析好了,解题思路基本有了眉目。

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