Question

5．某工廠的廢金屬屑中主要成分為Cu、Fe和Al，此外還含有少量Al₂O₃和Fe₂O₃，為探索工業(yè)廢料的再利用，某化學興趣小組設計了如下實驗流程，用該廠的合金廢料制取氯化鋁、綠礬晶體（FeSO₄•7H₂O）和膽礬晶體．請回答：

請回答：
（1）寫出步驟Ⅰ反應的離子方程式：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑、Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；
（2）試劑X是稀硫酸（填名稱），溶液D的溶質是NaHCO₃（填化學式）．

Answer 1

分析 金屬鐵和金屬銅不與氫氧化鈉反應，鋁可與氫氧化鈉反應，用含有鋁、鐵和銅的合金制取氯化鋁、綠礬晶體（FeSO₄•7H₂O）和膽礬晶體流程為：合金中鋁、氧化鋁與氫氧化鈉反應，所得濾液A為NaAlO₂溶液，經(jīng)途徑Ⅱ與足量二氧化碳發(fā)生AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，反應可生成氫氧化鋁固體C，生成的氫氧化鋁再和鹽酸反應生成AlCl₃，得到的AlCl₃較純凈；溶液D為碳酸氫鈉溶液；
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：金屬鐵和金屬銅不與氫氧化鈉反應，鋁可與氫氧化鈉反應，用含有鋁、鐵和銅的合金制取氯化鋁、綠礬晶體（FeSO₄•7H₂O）和膽礬晶體流程為：合金中鋁、氧化鋁與氫氧化鈉反應，所得濾液A為NaAlO₂溶液，經(jīng)途徑Ⅱ與足量二氧化碳發(fā)生AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，反應可生成氫氧化鋁固體C，生成的氫氧化鋁再和鹽酸反應生成AlCl₃，得到的AlCl₃較純凈；溶液D為碳酸氫鈉溶液；
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、冷卻結晶可得到綠礬，濾渣F為Cu，可用于制備膽礬，
（1）合金中鋁、氧化鋁與氫氧化鈉反應，所得濾液A為NaAlO₂溶液，反應的離子方程式為2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑、Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑、Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O．
（2）金屬鐵和金屬銅不與氫氧化鈉反應，金屬銅和稀硫酸之間不反應，但是金屬鐵可以和稀硫酸之間反應生成硫酸亞鐵和氫氣，進而制的綠礬晶體，所以試劑X為稀硫酸；溶液D為碳酸氫鈉溶液，
故答案為：稀硫酸；NaHCO₃．

點評 本題考查物質制備方案的設計，題目難度中等，明確工藝流程原理是解答本題的關鍵，注意掌握物質制備方案的設計與評價原則，試題培養(yǎng)了學生的分析、理解能力及化學實驗能力．