Question

1．用只含有鋁、鐵、銅的工業(yè)廢料制取純凈的氯化鋁溶液、綠礬晶體（FeSO₄•7H₂O）和膽礬晶體，實(shí)驗(yàn)方案如下：

（1）寫出廢料與燒堿溶液反應(yīng)的離子方程式：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
（2）由濾液A制AlCl₃溶液的途徑有①和②兩種，你認(rèn)為較合理的途徑及理由是：：②合理，途徑②制得的氯化鋁溶液純度高；途徑①制取的AlCl₃溶液中混有NaCl雜質(zhì)．
（3）濾液E若放置在空氣中一段時(shí)間后，溶液中的陽離子除了Fe²⁺和H⁺外，還可能存在Fe³⁺．
（4）用濾渣F通過兩種途徑制取膽礬，與途徑③相比，途徑④明顯具有的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)產(chǎn)生等量膽礬途徑④消耗硫酸少、途徑④不會(huì)產(chǎn)生污染大氣的氣體．
（5）途徑④發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Cu+2H₂SO₄+O₂═2CuSO₄+2H₂O．

Answer 1

分析 只含有鋁、鐵、銅的工業(yè)廢料加入氫氧化鈉溶解，只有鋁與氫氧化鈉反應(yīng)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(yīng)過濾的濾液E為氯化亞鐵，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成綠礬，濾渣F為銅單質(zhì)，途徑③用銅與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅，途徑④用稀硫酸與空氣氧化銅生成硫酸銅，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成膽礬；濾液A則為偏鋁酸鈉溶液，加過量鹽酸經(jīng)途徑①生成氯化鋁溶液，而濾液A通足量氣體C經(jīng)途徑②生成沉淀D，根據(jù)氫氧化鋁只溶于強(qiáng)酸強(qiáng)堿，所以途徑②中的氣體為二氧化碳，沉淀D為氫氧化鋁，與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁溶液，
（1）根據(jù)鋁與堿反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣；
（2）根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)結(jié)合框圖轉(zhuǎn)化關(guān)系和所得產(chǎn)品進(jìn)行解答；
（3）二價(jià)鐵易被空氣中的氧氣氧化成三價(jià)鐵離子；
（4）從環(huán)保和原料的利用率角度解答；
（5）銅和氧氣和酸反應(yīng)生成硫酸銅和水；

解答 解：（1）因鋁與堿反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，化學(xué)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①發(fā)生反應(yīng)：NaAlO₂+4HCl=AlCl₃↓+NaCl+2H₂O，會(huì)引入鹽酸，氯化鈉雜質(zhì)；
故答案為：②合理，途徑②制得的氯化鋁溶液純度高；途徑①制取的AlCl₃溶液中混有NaCl雜質(zhì)；
（3）濾液E的成分中的二價(jià)鐵離子易被空氣中的氧氣氧化成三價(jià)鐵離子，
故答案為：Fe³⁺；
（4）途徑③的反應(yīng)：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，途徑④的反應(yīng)：2Cu+O₂+2H₂SO₄（�。�$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuSO₄+2H₂O，從反應(yīng)方程式看出產(chǎn)生等量膽礬途徑④消耗硫酸少，途徑④不會(huì)產(chǎn)生污染大氣的氣體，
故答案為：產(chǎn)生等量膽礬途徑④消耗硫酸少；途徑④不會(huì)產(chǎn)生污染大氣的氣體；
（5）銅和氧氣和酸反應(yīng)生成硫酸銅和水：2Cu+2H₂SO₄+O₂═2CuSO₄+2H₂O，
故答案為：2Cu+2H₂SO₄+O₂═2CuSO₄+2H₂O；

點(diǎn)評(píng) 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(zhuǎn)化中找出有用信息，利用有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行解答，難度中等．