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）寫出濾液A轉(zhuǎn)化為沉淀D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(rèn)為合理的是
 
，理由是
 
．
（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(yīng)的化學(xué)方程式
 
．
（5）有同學(xué)提出可將方案中最初溶解合金的燒堿改為鹽酸，重新設(shè)計方案，也能得到三種物質(zhì)，你認(rèn)為后者的方案是否更合理
 
，理由是
 
．
考點：制備實驗方案的設(shè)計,物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用
專題：實驗設(shè)計題
分析：鋁可與氫氧化鈉反應(yīng)，當(dāng)合金與氫氧化鈉反應(yīng)時，發(fā)生2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，所得濾液A為NaAlO2溶液，經(jīng)途徑Ⅰ與足量鹽酸反應(yīng)可生成AlCl3溶液，在NaAlO2溶液中通過過量 的二氧化碳?xì)怏w，發(fā)生AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-，生成的氫氧化鋁再和鹽酸反應(yīng)生成AlCl3，途徑Ⅱ得到的AlCl3較純凈；
濾渣B為Fe和Cu的化合物，加入足量稀硫酸，得到的濾液E為FeSO4，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶可得到綠礬，濾渣F為Cu，可用于制備膽礬，以此解答該題．
解答： 解：鋁可與氫氧化鈉反應(yīng)，當(dāng)合金與氫氧化鈉反應(yīng)時，發(fā)生2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，所得濾液A為NaAlO2溶液，經(jīng)途徑Ⅰ與足量鹽酸反應(yīng)可生成AlCl3溶液，在NaAlO2溶液中通過過量 的二氧化碳?xì)怏w，發(fā)生AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-，生成的氫氧化鋁再和鹽酸反應(yīng)生成AlCl3，途徑Ⅱ得到的AlCl3較純凈；
濾渣B為Fe和Cu的化合物，加入足量稀硫酸，得到的濾液E為FeSO4，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶可得到綠礬，濾渣F為Cu，可用于制備膽礬，
（1）鋁、鐵、銅的合金中只有金屬鋁可以和強(qiáng)堿反應(yīng)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(yīng)生成氫氧化鋁和碳酸氫鈉，實質(zhì)為：AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-，發(fā)生的互促水解反應(yīng)，
故答案為：AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-；
（2）NaAlO2溶液，經(jīng)途徑Ⅰ與足量鹽酸反應(yīng)可生成AlCl3溶液，但溶液中混有NaCl，在NaAlO2溶液中通過過量的二氧化碳?xì)怏w，發(fā)生AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-，生成的氫氧化鋁再和鹽酸反應(yīng)生成AlCl3，途徑Ⅱ得到的AlCl3較純凈，
故答案為：途徑Ⅱ；因為濾液A是NaAlO2和NaOH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NaCl雜質(zhì)，按途徑Ⅱ，通入CO2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．所以途徑Ⅱ更合理；
（3）將混合液來制備綠礬時應(yīng)先將溶液加熱濃縮、然后冷卻結(jié)晶，即可得到綠礬，故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；
（4）銅不能和稀硫酸反應(yīng)，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(yīng)方程式為：Cu+H2SO4+3H2O+H2O2=CuSO4?5H2O，從環(huán)境保護(hù)的角度考慮，可先加熱銅生成氧化鐵，然后用氧化銅和稀硫酸反應(yīng)制備膽礬，反應(yīng)的方程式有2Cu+O2
  △  
.
 
2CuO、CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，
故答案為：2Cu+O2
  △  
.
 
2CuO、CuO+H2SO4=CuSO4+H2O；
（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(yīng)，應(yīng)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(fù)雜，不與原實驗方案合理，
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．
點評：本題綜合考查物質(zhì)的制備和性質(zhì)探究等知識，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實驗?zāi)芰Φ目疾�，為高考常見題型，注意把握實驗的操作原理和步驟，把握相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)，難度中等．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

下列反應(yīng)中，屬于氧化還原反應(yīng)的是（　�。�
A、CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
B、FeC13+3NaOH=Fe（OH）3↓+3NaCl
C、Fe+2FeC13=3FeC12
D、2Al（OH）3
  △  
.
 
A12O3+3H2O

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

實驗室用粗鋅和稀硫酸反應(yīng)的制氫廢液中含有大量的硫酸鋅．因粗鋅中常含有鐵等雜質(zhì)，溶液中混有一定量的硫酸亞鐵．為充分利用制氫廢液，某�；瘜W(xué)興趣小組以制氫氣的廢液為原料來制取皓礬（ZnSO4?7H2O）并探究其性質(zhì)．
（1）制備皓礬的實驗流程如圖所示．
已知：開始生成氫氧化物沉淀到沉淀完全的pH范圍分別為：
Fe（OH）3：2.7～3.7；Fe（OH）2：7.6～9.6；Zn（OH）2：5.7～8.0．
試回答下列問題：
①實驗室常用粗鋅和稀硫酸反應(yīng)而不用純鋅和稀硫酸反應(yīng)制氫氣，除了純鋅成本較高外，還有一重要原因是
 
．
②試劑E供選擇使用的有：Zn粉、ZnO、Zn（OH）2、ZnCO3、ZnSO4等，應(yīng)選用
 
，其理由是
 
．
③從晶體1→晶體2，該過程的名稱是
 
．
④在得到皓礬時，向晶體中加入少量酒精洗滌而不用水的原因是
 
．
（2）探究ZnSO4?7H2O的性質(zhì)
⑤稱取28.7g  ZnSO4?7H2O研細(xì)后置于坩堝中小心加熱，測得殘留固體的質(zhì)量與溫度的對應(yīng)數(shù)據(jù)見下表：
溫度（℃） 60 240 930 1000
殘留固體質(zhì)量（g） 19.7 16.1 8.1 8.1
試寫出ZnSO4?7H2O加熱到1000℃時的反應(yīng)方程式
 
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

A《化學(xué)與生活》
（1）防治環(huán)境污染，改善生態(tài)環(huán)境已成為全球的共識．
①空氣質(zhì)量報告的各項指標(biāo)可以反映出各地空氣的質(zhì)量．下列氣體已納入我國空氣質(zhì)量報告的是
 
 （填字母）．
a．CO2    b．N2    c．NO2
②垃圾應(yīng)分類收集．導(dǎo)致“白色污染”的生活垃圾應(yīng)放置于貼有
 
 （填字母）標(biāo)志的垃圾筒內(nèi)．

③工業(yè)廢水需處理達(dá)標(biāo)后才能排放．下列廢水處理的方法合理的是
 
 （填字母）．
a．用中和法除去廢水中的酸
b．用混凝劑除去廢水中的重金屬離子
c．用氯氣除去廢水中的懸浮物
（2）我國材料科學(xué)家?guī)煵w在合金鋼、高溫合金及材料強(qiáng)度的研究領(lǐng)域作出了杰出貢獻(xiàn)，榮獲2010年度國家最高科學(xué)技術(shù)獎．
①合金是生活中常見的材料．某合金具有密度小、強(qiáng)度高的優(yōu)良性能，常用于制造門窗框架．該合金中含量最高的金屬為
 
（填元素符號）．
②鐵銹的主要成分是
 
（填化學(xué)式），它是鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生
 
腐蝕的結(jié)果．
③玻璃是一種常用的硅酸鹽材料．制備普通玻璃的原料有CaCO3、
 
  和
 
 （填化學(xué)式）．
（3）保持營養(yǎng)平衡，合理使用藥物是保證身心健康、提高生活質(zhì)量的有效手段．
①人類的生命活動需要糖類、
 
、
 
 維生素、水、和無機(jī)鹽（或礦物質(zhì)）等六大素營養(yǎng)物質(zhì)．
②維生素C是一種重要維生素，能防治壞血�。玫矸廴芤�、碘水為試劑，驗證維生素C具有還原性的實驗操作和現(xiàn)象是
 
．
③阿司匹林具有
 
 作用．長期大量服用阿司匹林，其水解產(chǎn)物水楊酸可導(dǎo)致患者出現(xiàn)頭痛、惡心等癥狀，需靜脈注射小蘇打（NaHCO3）溶液，利用小蘇打與水楊酸分子中的羧基反應(yīng)生成水楊酸鈉，使癥狀緩解．寫出水楊酸與小蘇打反應(yīng)的化學(xué)方程式：
 
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

（1）將不同量的CO（g）和H2O（g）分別通入體積2L的恒容密閉容器中，進(jìn)行反應(yīng)：
CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），得到如下兩組數(shù)據(jù)：
實驗組 溫度℃ 起始量/mol 平衡量/mol 達(dá)到平衡所需時間/min
CO H2O H2 CO
1 650 4 2 1.6 2.4 6
2 900 2 1 0.4 1.6 3
①實驗1中以v（CO2）表示的反應(yīng)速率為
 
（第二位小數(shù)）
②該反應(yīng)為（填“吸熱”或“放熱”）
 
反應(yīng)．
（2）氫是一種理想的綠色清潔能源，氫氣的制取與儲存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點．
利用FeO/Fe3O4循環(huán)制氫，已知：
H2O（g）+3FeO（s）?Fe3O4（s）+H2（g）△H=a kJ/mol       （Ⅰ）
2Fe3O4（s）=6FeO（s）+O2 （g）△H=b kJ/mol        （Ⅱ）
下列坐標(biāo)圖分別表示FeO的轉(zhuǎn)化率（圖1）和一定溫度時，H2生成速率[細(xì)顆粒（直徑0.25mm），粗顆粒（直徑3mm）]（圖2）．

①反應(yīng)：2H2O（g）=2H2（g）+O2（g）△H=
 
（用含a、b代數(shù)式表示）；
②900℃時，在兩個體積均為2L密閉容器中分別投入0.60mol FeO和0.20mol H2O（g），甲容器用細(xì)顆粒FeO、乙容器用粗顆粒FeO．
Ⅰ．細(xì)顆粒FeO 時H2O（g）的轉(zhuǎn)化率比用粗顆粒FeO時H2O（g）的轉(zhuǎn)化率
 
（填“大”或“小”或“相等”）；
Ⅱ．求此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K（寫出計算過程）．
③在坐標(biāo)圖3中畫出在1000℃、用細(xì)顆粒FeO時，H2O（g）轉(zhuǎn)化率隨時間變化示意圖（進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)注）．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

W、X、Y、Z、M、Q均為除稀有氣體外的短周期元素，其原子序數(shù)依次增大，X的最外層電子數(shù)是W的4倍，Z與M的最低負(fù)化合價相同，X、M在周期表中位置如圖所示．
     X
   M
（1）X在周期表中的位置為
 
，Q的元素名稱為
 
；
（2）Z與W形成的4核離子的電子式為
 
；
（3）由W、Y、Z、M組成的離子化合物在溶液中相互反應(yīng)的離子方程式為：
 
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

硫酸亞鐵銨的化學(xué)式為（NH4）2SO4?FeSO4?6H2O，商品名為莫爾鹽．可由硫酸亞鐵與硫酸銨反應(yīng)生成硫酸亞鐵銨，一般硫酸亞鐵鹽在空氣中易被氧化，而形成莫爾鹽后就比較穩(wěn)定了．三種鹽的溶解度（單位為g/100g水）如表：
溫度/℃ 10 20 30 40 50 70
（NH4）2SO4 73.0 75.4 78.0 81.0 84.5 91.9
FeSO4?7H2O 40.0 48.0 60.0 73.3 - -
（NH4）2SO4?FeSO4?6H2O 17.2 26.4 33.0 46.0 - -
（一）實驗室制取少量莫爾鹽的流程如下：

試回答下列問題：
（1）步驟1中加入10Na2CO3溶液的主要作用是除去鐵屑表面的油污，簡述其除去油污的原理
 
．
（2）將（NH4）2SO4與FeSO4混合后加熱、濃縮，停止加熱的時機(jī)
 
．
（3）步驟4中析出的晶體不含（NH4）2SO4和FeSO4的原因是
 
，理論上制得的莫爾鹽的質(zhì)量為
 
．
（二）稱取兩份質(zhì)量均為1.96g的該硫酸亞鐵銨，制成溶液．用未知濃度的KMnO4酸性溶液進(jìn)行滴定．
（1）滴定時，將KMnO4酸性溶液裝在
 
（填“酸式”或“堿式”）滴定管．試寫出該滴定過程中的離子方程式：
 
；
（2）判斷該反應(yīng)到達(dá)滴定終點的現(xiàn)象為
 
，
（3）假設(shè)到達(dá)滴定終點時，用去VmL KMnO4酸性溶液，則該KMnO4酸性溶液的濃度為
 
mol/L．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

根據(jù)元素周期律判斷：
（1）在氣態(tài)氫化物HCl、HBr、HI中，熱穩(wěn)定性最強(qiáng)的是
 
．
（2）在H3PO4、H2SO4、HClO4中，酸性最強(qiáng)的是
 
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

落實節(jié)能減排是保證可持續(xù)發(fā)展的措施之一．下列做法與節(jié)能減排無關(guān)的是（　　）
A、將照明的白熾燈換成節(jié)能燈
B、促進(jìn)太陽能、氫能、核能等的開發(fā)利用
C、加強(qiáng)植樹造林，增加綠色植被
D、倡導(dǎo)騎自行車或乘坐公交車出行

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同步練習(xí)冊答案