Question

（9分）某化學(xué)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（FeSO4·7H2O）和膽礬晶體，以探索工業(yè)廢料的再利用。其實(shí)驗(yàn)方案如下：試回答下列問題：

（1）器材已有：濾紙、鐵架臺(tái)、鐵圈和燒杯，還要補(bǔ)充的玻璃儀器是（填名稱） 。

（2）由濾液A制得AlCl3溶液有途徑I和Ⅱ兩條，你認(rèn)為合理的是____________。寫出A經(jīng)途徑Ⅱ生成D的離子方程式 。

（3）從濾液E中硫酸得到綠礬晶體的實(shí)驗(yàn)操作是 。

（4）寫出用濾渣F制備CuSO4溶液的化學(xué)方程式（要求節(jié)約，環(huán)保） 。

（5）有同學(xué)提出可將方案中最初溶解合金的燒堿改用鹽酸，重新設(shè)計(jì)方案，也能制得三種物質(zhì)，你認(rèn)為后者的方案是否更合理 ，理由是

 

Answer 1

（1）漏斗、玻璃棒（1分）；（2）途徑Ⅱ（1分）AlO2-+ CO2 +H2O = Al(OH)3↓+ HCO3-（2分）

（3）蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾（1分）

（4）2Cu+O22CuO，CuO+H2SO4CuSO4+H2O

（或2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O ）2分

（5）后者的方案不合理（1分） ；因?yàn)樵摲桨覆环�合�?shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)約性原則，即操作步驟多、試劑消耗量大、作用時(shí)間長(zhǎng)（1分）

【解析】

試題分析：（1）過濾操作需要的儀器有濾紙、鐵架臺(tái)、鐵圈和燒杯，及玻璃儀器漏斗、玻璃棒；（2）向含有Al、Fe、Cu的合金中加入足量的NaOH溶液，Al發(fā)生反應(yīng)變?yōu)镹aAlO2溶液，而Fe、Cu不能發(fā)生反應(yīng)，過濾留在濾渣中，而在濾液中含有NaAlO2溶液及過量的NaOH溶液。由濾液A制得AlCl3溶液有途徑I和Ⅱ兩條，若使用途徑I則在制取的溶液中還會(huì)混有NaCl，使物質(zhì)純度不夠；若使用途徑Ⅱ首先得到Al(OH)3沉淀，將沉淀過濾、洗滌，再加入適量的HCl溶解，就可以得到純凈的AlCl3溶液，因此合理的是途徑Ⅱ；A經(jīng)途徑Ⅱ生成D的離子方程式是AlO2-+ CO2 +H2O = Al(OH)3↓+ HCO3-；（3）將濾渣用足量的稀硫酸溶解，會(huì)得到FeSO4溶液，而Cu不能溶解，過濾，再向?yàn)V液中加入足量的Fe粉，除去過量的硫酸，再過濾。將溶液蒸發(fā)、濃縮、冷卻、結(jié)晶、過濾，就得到了綠礬。（4）濾渣F的成分是Cu,用濾渣F制備CuSO4節(jié)約，環(huán)保的方法是：將濾渣洗滌、灼燒，然后用稀硫酸溶解就得到了硫酸銅溶液，反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Cu+O22CuO，CuO+H2SO4CuSO4+H2O；（5）有同學(xué)提出可將方案中最初溶解合金的燒堿改用鹽酸，重新設(shè)計(jì)方案，向含有Al、Fe、Cu的合金中加入足量的HCl溶液,Al、Fe發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生AlCl3、FeCl2溶液，Cu不能發(fā)生反應(yīng)，由Cu制取CuSO4與方案I相同，向含有HCl、AlCl3、FeCl2溶液中首先加入過量的NaOH，會(huì)形成沉淀Fe(OH)3，將沉淀過濾出來，洗滌干凈，用適量的硫酸溶解，得到Fe2(SO4)3溶液，在向該溶液中加入適量的還原Fe，發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生FeSO4，再將溶液蒸發(fā)、濃縮、冷卻、結(jié)晶、過濾，就得到了綠礬。向前邊的濾液中通入足量的CO2氣體，產(chǎn)生Al(OH)3沉淀，把沉淀過濾、洗滌并用鹽酸溶解，得到AlCl3溶液。因此也能制得三種物質(zhì)，但是由于后者的方案不符合實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)約性原則，即操作步驟多、試劑消耗量大、作用時(shí)間長(zhǎng)，因此方案I比較好。后者不甚合理。

考點(diǎn)：考查過濾操作使用的儀器的選擇、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)的知識(shí)。