Question

為探索工業(yè)廢料的再利用，某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)流程，用含有鋁、鐵和銅的合金廢料制取氯化鋁、綠礬晶體(FeSO₄·7H₂O)和膽礬晶體。

請(qǐng)回答：
（1）寫(xiě)出步驟Ⅰ反應(yīng)的離子方程式：                         。
（2）試劑X是      。步驟Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均需進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是       。
（3）進(jìn)行步驟Ⅱ時(shí)，該小組用如圖所示裝置及試劑制取CO₂并將制得的氣體通入溶液A中。一段時(shí)間后，觀察到燒杯中產(chǎn)生的白色沉淀會(huì)逐漸減少。為了避免固體C減少，可采取的改進(jìn)措施是             。

（4）用固體F制備CuSO₄溶液，可設(shè)計(jì)以下三種途徑：

寫(xiě)出途徑①中反應(yīng)的離子方程式                               ，請(qǐng)選出你認(rèn)為的最佳途徑并說(shuō)明選擇的理由                              。

Answer 1

（1）2Al+2OH^—+2H₂O=2AlO₂^－+3H₂↑（2分）
（2）稀硫酸或H₂SO₄（2分）  過(guò)濾（2分）
（3）在裝置Ⅰ、Ⅱ之間增加一個(gè)盛有飽和NaHCO₃溶液的洗氣瓶(合理答案即給分)（2分）
（4）3Cu+2NO₃^－+8H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O（2分）  途徑②最佳，理由是原料利用率高，環(huán)境污染小（2分，結(jié)論1分，理由1分）

解析試題分析：（1）鋁、鐵、銅中鋁與氫氧化鈉反應(yīng)，產(chǎn)生偏氯酸鈉和氫氣；（2）步驟Ⅲ分離銅、鐵，且生成綠礬（硫酸亞鐵），故x為稀硫酸；固液分離用過(guò)濾；（3）由于濃鹽酸易揮發(fā)，制備的二氧化碳中含有HCl氣體，導(dǎo)致生成的氫氧化鋁溶解；為了避免固體減少，可采取的除去HCl氣體的方法，在裝置Ⅰ、Ⅱ之間增加一個(gè)盛有飽和NaHCO₃溶液的洗氣瓶；（4）途徑①③產(chǎn)生NO、SO₂污染性氣體，途徑②最佳，理由是原料利用率高，環(huán)境污染小。
考點(diǎn)：考查工業(yè)流程中物質(zhì)的分離與制備有關(guān)問(wèn)題。