Question

（2009?中山模擬）某化學(xué)興趣小組用含鋁、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（CuSO₄?5H₂O），以探索工業(yè)廢料的再利用．其實(shí)驗(yàn)方案如圖：

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

AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-

．
（2）由濾液A制AlCl₃溶液的途徑有I和II兩條，你認(rèn)為合理的是途徑

Ⅱ

（填“I”或“II”），理由是

因?yàn)闉V液A是偏鋁酸鈉和氫氧化鈉溶液，按途徑I直接向A中加入鹽酸得到的AlCl₃溶液中含有大量的氯化鈉雜質(zhì)；按途徑II通入二氧化碳?xì)怏w，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

．
（3）從濾液E中得到綠礬晶體的實(shí)驗(yàn)操作是（不考慮E中的溶質(zhì)被氧化這一因素）：

蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶

．
（4）H₂O₂是一種綠色氧化劑，應(yīng)用十分廣泛，在濾渣F中加入稀硫酸和H₂O₂來制備膽礬晶體是一種綠色工藝，該反應(yīng)的總的化學(xué)方程式為

Cu+H₂SO₄+3H₂O+H₂O₂=CuSO₄?5H₂O

．
（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)為后者的方案是否合理？

不合理

．理由是

因?yàn)樵摲桨覆僮鞑襟E多、時(shí)間長，消耗試劑量大

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)所發(fā)生的反應(yīng)來確定溶液的組成情況，并書寫發(fā)生的反應(yīng)；
（2）根據(jù)反應(yīng)所得產(chǎn)物的組成來選擇合適的制取方案；
（3）根據(jù)溶液來得到晶體來分析實(shí)驗(yàn)操作；
（4）根據(jù)銅、稀硫酸、雙氧水的性質(zhì)來判斷反應(yīng)的發(fā)生，并結(jié)合質(zhì)量守恒定律寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)中的酸和堿的量的情況來對比回答．

解答：解：（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(shí)質(zhì)為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（2）偏鋁酸鈉和過量的鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和氯化鈉的混合物，而向偏鋁酸鈉中通入足量的二氧化碳，會(huì)得到純凈的氫氧化鋁沉淀，再用鹽酸溶解，所得溶液的成分只有氯化鋁，
故答案為：Ⅱ；因?yàn)闉V液A是偏鋁酸鈉和氫氧化鈉溶液，按途徑I直接向A中加入鹽酸得到的AlCl₃溶液中含有大量的氯化鈉雜質(zhì)；按途徑II通入二氧化碳?xì)怏w，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；
（3）將混合液來制備綠礬時(shí)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)，貼可以和硫酸反應(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，故答案為：Cu+H₂SO₄+3H₂O+H₂O₂=CuSO₄?5H₂O；
（5）在實(shí)驗(yàn)方案一中，酸的量的控制上沒有過高的要求，只需過量即可，但是方案二中，需要的是適量的酸，這很難控，故答案為：不合理；因?yàn)樵摲桨覆僮鞑襟E多、時(shí)間長，消耗試劑量大．

點(diǎn)評：本題是對物質(zhì)的分離和提純知識點(diǎn)的考查，題目難度不是很大，可以根據(jù)所學(xué)的知識進(jìn)行．