Question

某化學(xué)興趣小組為探索工業(yè)廢料的再利用，在實驗室中用含有鋁、鐵、銅的合金制取氯化鋁溶液、綠礬晶體和膽礬晶體．其實驗方案如下：

（1）所加試劑①、②分別是______、______．
（2）從濾液E中得到綠礬晶體的實驗操作是______；從濾渣F制取膽礬的第一步操作最好采用______．
（3）上述實驗方案中，有一步設(shè)計明顯不合理，請你予以指出，并說明理由______、______．
你認(rèn)為正確的設(shè)計方案是______．

Answer 1

解：（1）金屬鋁和氫氧化鈉反應(yīng)，加入NaOH溶液后金屬鋁溶解生成偏鋁酸鈉溶液，金屬鐵和金屬銅不與氫氧化鈉反應(yīng)，
鐵和硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵而金屬銅不反應(yīng)，可以實現(xiàn)三種金屬的分離，故答案為：NaOH溶液；稀硫酸；
（2）濾液E中含硫酸亞鐵溶液，要得到硫酸亞鐵晶體，要經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，考慮到亞鐵離子易被氧化，應(yīng)隔絕空氣防氧化．
濾渣F中含銅，由銅制取硫酸銅，從環(huán)保角度考慮，采用銅與氧氣反應(yīng)不會產(chǎn)生污染物，然后用硫酸溶解氧化銅得硫酸銅．
故答案為：在隔絕空氣的條件下，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；將濾渣F在空氣中灼燒；
（3）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：由濾液A制得氯化鋁溶液不合理，
所得氯化鋁溶液中含有大量NaCl雜質(zhì) 向濾液A中通入足量的CO₂得Al（OH）₃沉淀，過濾，向Al（OH）₃沉淀中加入鹽酸至沉淀溶解．
分析：根據(jù)金屬的性質(zhì)結(jié)合框圖轉(zhuǎn)化關(guān)系和所得產(chǎn)品選擇合適的試劑．
由濾液A→AlCl₃可知，濾液A中含有溶解的鋁元素，根據(jù)鋁既與酸反應(yīng)又與堿反應(yīng)可知，試劑①為氫氧化鈉溶液．鐵、銅與氫氧化鈉不反應(yīng)，所以濾渣B為鐵、銅．根據(jù)產(chǎn)品綠礬，可知試劑②為稀硫酸，所以濾液E為硫酸亞鐵溶液，濾渣F為銅．銅到硫酸銅，可用濃硫酸與銅加熱制取，但會產(chǎn)生污染氣體二氧化硫，所以采用銅先與氧氣反應(yīng)生成氧化銅，氧化銅與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅的方法．
（1）金屬鋁和氫氧化鈉反應(yīng)，而金屬鐵和金屬銅不與氫氧化鈉反應(yīng)，鐵和硫酸反應(yīng)而金屬銅不反應(yīng)；
（2）從濾液中析出晶體的操作；從環(huán)保角度和試劑用量考慮；
（3）從制備過程中是否會引入雜質(zhì)分析考慮．
點評：本題是對物質(zhì)的分離和提純知識點的考查，題目難度不是很大，要注意從框圖轉(zhuǎn)化中找出有用信息．