Question

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(shí)驗(yàn)方案如圖1-3-22：

圖1-3-22

試完成下列各題：

(1)過濾用的器材已有濾紙、鐵架臺、鐵圈和燒杯，還要補(bǔ)充的玻璃儀器是_________。

(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，理由是________________。

(3)從濾液E中得到綠礬晶體的實(shí)驗(yàn)操作是__________________________________________。

(4)寫出用濾渣F制備膽礬晶體的化學(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

解析：(1)聯(lián)想過濾裝置常用儀器，可知需補(bǔ)充的玻璃儀器有漏斗和玻璃棒。(2)由題意知濾液A為NaAlO₂溶液，若按途徑Ⅰ，則發(fā)生反應(yīng)NaAlO₂+4HCl====NaCl+AlCl₃+2H₂O，所得AlCl₃溶液中會含有大量NaCl雜質(zhì)，而按途徑Ⅱ時，NaAlO₂+CO₂+2H₂O====Al(OH)₃↓+NaHCO₃，過濾得純凈Al(OH)₃，Al(OH)₃+3HCl====AlCl₃+3H₂O，所得AlCl₃不含雜質(zhì)，故合理的途徑為Ⅱ。(3)濾渣B為Fe、Cu混合物，與稀H₂SO₄反應(yīng)后，所得濾液為FeSO₄，濾渣為Cu。將濾液蒸發(fā)濃縮后冷卻結(jié)晶，可得綠礬。(4)由Cu制備膽礬一般經(jīng)過以下幾個反應(yīng)：2Cu+O₂2CuO，CuO+H₂SO₄====CuSO₄+H₂O，CuSO₄+5H₂O====CuSO₄·5H₂O。(5)若按該同學(xué)的方案需經(jīng)如下的轉(zhuǎn)化：

顯然操作步驟多，消耗試劑量更大，所需時間過長。

答案：(1)漏斗、玻璃棒

(2)途徑Ⅱ  因?yàn)闉V液A是NaAlO₂溶液，按途徑Ⅰ直接向A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C(CO₂)氣體，得D〔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)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶

(4)2Cu+O₂2CuO

CuO+H₂SO₄====CuSO₄+H₂O

CuSO₄+5H₂O====CuSO₄·5H₂O(合并后面兩個化學(xué)方程式，正確也可)

(5)不合理  該方案不符合實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的簡約性原則，即操作步驟多、消耗試劑量更大、時間長