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

Question

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______．

Answer 1

（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⁺+3SO₄^2-+3Ba²⁺+6OH^-=3BaSO₄↓+2Al（OH）₃↓．
故答案为：2Al³⁺+3SO₄^2-+3Ba²⁺+6OH^-=3BaSO₄↓+2Al（OH）₃↓．
（6）取4.53g硫酸铝铵晶体的物质的量为(4.53g)/(453g/mol)=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(2.16g−2.07g)/(18g/mol)=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．