Question

某化學興趣小組用含有鋁、鐵、銅的合金制取純凈的氯化鋁溶液、綠礬晶體和膽礬晶體，以探索工業(yè)廢料的再利用．其實驗方案如下：

試回答下列問題：
（1）寫出合金溶于足量燒堿溶液時相關反應的離子方程式

 

；
（2）由濾液A制AlCl₃溶液有途徑Ⅰ和途徑Ⅱ兩種，你認為哪種途徑比較合理，說明理由

 

．
（3）從濾液E中得到綠礬的實驗操作是

 

．
（4）按環(huán)保要求，寫出用濾渣F制備膽礬的各步反應的化學方程式

 

．
（5）有同學提出可將方案中最初溶解合金的燒堿改為鹽酸，重新設計方案，也能得到三種物質，你認為后者的方案是否更合理，理由是

 

．
（6）若上述方案所用的稀硫酸溶質質量分數(shù)為36.8%，那么100mL98%的濃硫酸（密度為1.84g/mL）能配制出這種稀硫酸

 

g．

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用,制備實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：流程分析：鋁、鐵、銅的合金中加入足量燒堿溶液，只有鋁與其反應而溶解，過濾后得濾渣B的成分為鐵和銅，濾液A為偏鋁酸鈉溶液；濾液A生成氯化鋁溶液的途徑Ⅰ發(fā)生反應：NaAlO₂+4HCl=AlCl₃↓+NaCl+2H₂O；而途徑Ⅱ通入足量的二氧化碳反應后過濾能得到純凈的氫氧化鋁，氫氧化鋁與鹽酸反應能制得AlCl₃溶液；濾渣B中只有鐵和稀硫酸反應，反應后經(jīng)過濾得濾渣為銅，再由銅制取膽礬，濾液為硫酸亞鐵溶液，然后由溶液制取晶體．
（1）鋁與堿反應生成偏鋁酸鈉和氫氣；
（2）途徑Ⅰ會引入氯化鈉雜質；而途徑Ⅱ能制得純凈的AlCl₃溶液；
（3）由溶液制取晶體，需經(jīng)過加熱濃縮，冷卻結晶、過濾洗滌、干燥；
（4）銅和氧氣和酸反應生成硫酸銅和水；
（5）將方案中最初溶解合金的燒堿改為鹽酸，后者操作步驟多，消耗的試劑量更多，時間長；
（6）根據(jù)溶液稀釋前后溶質的質量不變．

解答： 解：流程分析：鋁、鐵、銅的合金中加入足量燒堿溶液，只有鋁與其反應而溶解，過濾后得濾渣B的成分為鐵和銅，濾液A為偏鋁酸鈉溶液；濾液A生成氯化鋁溶液的途徑Ⅰ發(fā)生反應：NaAlO₂+4HCl=AlCl₃↓+NaCl+2H₂O；而途徑Ⅱ通入足量的二氧化碳反應后過濾能得到純凈的氫氧化鋁，氫氧化鋁與鹽酸反應能制得AlCl₃溶液；濾渣B中只有鐵和稀硫酸反應，反應后經(jīng)過濾得濾渣為銅，再由銅制取膽礬，濾液為硫酸亞鐵溶液，然后由溶液制取晶體．
（1）鋁與堿反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，化學方程式為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，則離子方程式為2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（2）途徑Ⅰ發(fā)生反應：NaAlO₂+4HCl=AlCl₃↓+NaCl+2H₂O，會引入鹽酸，氯化鈉雜質；而途徑Ⅱ通入足量的二氧化碳后過濾能得到氫氧化鋁，與鹽酸反應能制得AlCl₃溶液；
故答案為：途徑Ⅱ比較好，途徑I制得的AlCl₃溶液中含有大量的NaCl，而途徑Ⅱ能制得純凈的AlCl₃溶液；
（3）由硫酸亞鐵溶液制取晶體，需經(jīng)過加熱濃縮，冷卻結晶、過濾洗滌、干燥才可得到，
故答案為：蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶；
（4）銅和氧氣和酸反應生成硫酸銅和水：2Cu+2H₂SO₄+O₂=2CuSO₄+2H₂O，
故答案為：2Cu+2H₂SO₄+O₂=2CuSO₄+2H₂O；
（5）將方案中最初溶解合金的燒堿改為鹽酸，鐵、鋁與鹽酸都反應，應加入過量的氫氧化鈉分離二者，消耗的試劑量更多，且操作復雜，不如原實驗方案合理，
故答案為：不合理；因為后者操作步驟多，消耗的試劑量更多，時間長；
（6）設能夠配制這種硫酸的質量為x
100mL×1.84g/mL×98%=x?36.8%
解得：x=490g
故答案為：490．

點評：本題主要考查了從工業(yè)廢料中制取純凈物，注意從框圖轉化中找出有用信息，利用有關的化學反應進行解答，難度中等．