Question

（12分）為探索工業(yè)廢料的再利用，某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)流程，用含有鋁、鐵和銅的合金廢料制取氯化鋁、綠礬晶體(FeSO4·7H2O)和膽礬晶體。

請回答：

（1）寫出步驟Ⅰ反應(yīng)的離子方程式： 。

（2）試劑X是 。步驟Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均需進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是 。

（3）進(jìn)行步驟Ⅱ時(shí)，該小組用如下圖所示裝置及試劑制取CO2并將制得的氣體通入溶液A中。一段時(shí)間后，觀察到燒杯中產(chǎn)生的白色沉淀會逐漸減少。為了避免固體C減少，可采取的改進(jìn)措施是 。

（4）用固體F制備CuSO4溶液，可設(shè)計(jì)以下三種途徑：

寫出途徑①中反應(yīng)的離子方程式 ，請選出你認(rèn)為的最佳途徑并說明選擇的理由 。

Answer 1

（12分）

（1）2Al+2OH—+2H2O=2AlO2－+3H2↑

（2）稀硫酸或H2SO4 過濾

（3）在裝置a、b之間增加一個(gè)盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶

（4）3Cu+2NO3－+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O

途徑②最佳，理由是原料利用率高，環(huán)境污染小

【解析】

試題分析：（1）合金中的Al與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，離子方程式為2Al+2OH—+2H2O=2AlO2－+3H2↑；

（2）固體B中含有Fe、Cu，根據(jù)流程圖可知，將Fe、Cu分離的物質(zhì)X應(yīng)是非氧化性酸類，且得到硫酸鹽，所以X是硫酸；步驟Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均存在將固體與液體分離的操作，所以均需進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是過濾；

（3）因?yàn)闈恹}酸易揮發(fā)，產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w中含HCl，與生成的氫氧化鋁沉淀反應(yīng)，導(dǎo)致沉淀量減少，所以應(yīng)除去，選擇飽和碳酸氫鈉溶液，在裝置a、b之間增加一個(gè)盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶，可除去二氧化碳中的氯化氫；

（4）固體F是Cu，與稀硝酸反應(yīng)生成硫酸銅、NO、水，離子方程式為3Cu+2NO3－+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O；途徑①與③中都有NO或二氧化硫有毒氣體產(chǎn)生，污染空氣，且消耗酸的量多，所以途徑②最佳，發(fā)生的反應(yīng)是2Cu+O2+ 2H2SO4 2CuSO4+2H2O ，原料利用率高，環(huán)境污染小。

考點(diǎn)：考查金屬的化學(xué)性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)操作的判斷，離子方程式的書寫，對流程的分析