Question

6．某化學興趣小組用含鋁、鐵、銅的合金制取純凈的氯化鋁溶液、綠礬晶體（FeSO₄•7H₂O）和膽礬晶體（CuSO₄•5H₂O），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）過濾用的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗．
（2）寫出濾液A轉化為沉淀D的離子方程式AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．
（3）由濾液A制AlCl₃溶液的途徑有Ⅰ和Ⅱ兩條，你認為合理的途徑是Ⅱ（填“Ⅰ”或“Ⅱ”），理由是因為濾液A是偏鋁酸鈉和氫氧化鈉溶液，按途徑I直接向A中加入鹽酸得到的AlCl₃溶液中含有大量的氯化鈉雜質；按途徑II通入二氧化碳氣體，得Al（OH）₃沉淀，將Al（OH）₃溶解于鹽酸中得到的是純凈的AlCl₃溶液．
（4）從濾液E中得到綠礬晶體的實驗操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌．
（5）H₂O₂是一種綠色氧化劑，應用十分廣泛．在濾渣F中加入稀硫酸和H₂O₂來制備膽礬晶體是一種綠色工藝，該反應的總化學方程式為：Cu+H₂SO₄+3H₂O+H₂O₂=CuSO₄•5H₂O．

Answer 1

分析 含有鋁、鐵、銅的合金加入氫氧化鈉溶解，只有鋁與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，所以濾渣B為鐵和銅，再經(jīng)稀硫酸反應過濾的濾液為氯化亞鐵，進一步轉化成綠礬，濾渣F為銅單質，進一步轉化成膽礬；濾液A則為偏鋁酸鈉溶液，加過量鹽酸經(jīng)途徑Ⅰ生成氯化鋁溶液，而濾液A通足量氣體C經(jīng)途徑Ⅱ生成沉淀D，根據(jù)氫氧化鋁只溶于強酸強堿，所以氣體C為二氧化碳，沉淀D為氫氧化鋁，與鹽酸反應生成氯化鋁溶液，
（1）根據(jù)以上分析，該流程需要過濾操作，所以需的玻璃儀器為燒杯、玻璃棒、漏斗；
（2）根據(jù)所發(fā)生的反應來確定溶液的組成情況，并書寫發(fā)生的反應，鋁、鐵、銅的合金中只有金屬鋁可以和強堿反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，所以濾液A的成分是偏鋁酸鈉，可以和過量的二氧化碳反應生成氫氧化鋁和碳酸氫鈉；
（3）根據(jù)反應所得產(chǎn)物的組成來選擇合適的制取方案，途徑Ⅰ偏鋁酸鈉和過量的鹽酸反應生成氯化鋁和氯化鈉的混合物，而途徑Ⅱ向偏鋁酸鈉中通入足量的二氧化碳，會得到純凈的氫氧化鋁沉淀，再用鹽酸溶解，所得溶液的成分只有氯化鋁；
（4）溶液得到溶質晶體的實驗操作為，蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌；
（5）根據(jù)銅、稀硫酸、雙氧水的性質來判斷反應的發(fā)生，并結合質量守恒定律寫出該反應的化學方程式；

解答 解：含有鋁．鐵．銅的合金加入氫氧化鈉溶解，只有鋁與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，所以濾渣B為鐵和銅，再經(jīng)稀硫酸反應過濾的濾液為氯化亞鐵，進一步轉化成綠礬，濾渣F為銅單質，進一步轉化成膽礬；濾液A則為偏鋁酸鈉溶液，加過量鹽酸經(jīng)途徑Ⅰ生成氯化鋁溶液，而濾液A通足量氣體C經(jīng)途徑Ⅱ生成沉淀D，根據(jù)氫氧化鋁只溶于強酸強堿，所以氣體C為二氧化碳，沉淀D為氫氧化鋁，與鹽酸反應生成氯化鋁溶液；
（1）根據(jù)以上分析，該流程需要過濾操作，所以需的玻璃儀器為燒杯、玻璃棒、漏斗，
故答案為：燒杯、玻璃棒、漏斗；
（2）鋁、鐵、銅的合金中只有金屬鋁可以和強堿反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，所以濾液A的成分是偏鋁酸鈉，可以和過量的二氧化碳反應生成氫氧化鋁和碳酸氫鈉，實質為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（3）途徑Ⅰ偏鋁酸鈉和過量的鹽酸反應生成氯化鋁和氯化鈉的混合物，而途徑Ⅱ向偏鋁酸鈉中通入足量的二氧化碳，會得到純凈的氫氧化鋁沉淀，再用鹽酸溶解，所得溶液的成分只有氯化鋁，所以途徑Ⅱ更合理；
故答案為：Ⅱ；因為濾液A是偏鋁酸鈉和氫氧化鈉溶液，按途徑I直接向A中加入鹽酸得到的AlCl₃溶液中含有大量的氯化鈉雜質；按途徑II通入二氧化碳氣體，得Al（OH）₃沉淀，將Al（OH）₃溶解于鹽酸中得到的是純凈的AlCl₃溶液；
（4）將混合液來制備綠礬時應先將溶液加熱濃縮、然后冷卻結晶，過濾洗滌即可得到綠礬，
故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌；
（5）銅不能和稀硫酸反應，貼可以和硫酸反應，所以濾渣F是金屬銅，Cu中加入稀硫酸和H₂O₂可以制備膽礬晶體，反應方程式為Cu+H₂SO₄+3H₂O+H₂O₂=CuSO₄•5H₂O，故答案為：Cu+H₂SO₄+3H₂O+H₂O₂=CuSO₄•5H₂O．

點評 本題是對物質的分離和提純知識點的考查，題目難度中等，可以根據(jù)所學的知識進行，掌握基礎是解題關鍵．