Question

垃圾是放錯地方的資源，工業(yè)廢料也可以再利用．某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室中用廢棄含有鋁、鐵、銅的合金制取硫酸鋁溶液、硝酸銅晶體和鐵紅（Fe₂O₃）．其實(shí)驗(yàn)方案如下：

（1）請寫出在合金中加入KOH溶液后所發(fā)生的離子反應(yīng)方程式：

2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑

．
（2）在濾液A中直接加入硫酸所獲得的硫酸鋁溶液中會含有雜質(zhì)（K₂SO₄），請?jiān)O(shè)計(jì)一個更合理的實(shí)驗(yàn)方案由濾液A制備純凈的硫酸鋁溶液．仿照上圖形式畫出制備流程圖：（提示：在箭頭上下方標(biāo)出所用試劑或?qū)嶒?yàn)操作）

（3）已知Fe（OH）₃沉淀的pH是2～3.2．溶液C通過調(diào)節(jié)pH可以使Fe³⁺沉淀完全．下列物質(zhì)中，可用作調(diào)整溶液C的pH的試劑是

CD

（填序號）
A．銅粉              B．氨水            C．氧化銅          D．氫氧化銅
（4）利用濾液D制取硝酸銅晶體，必須進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作步驟：加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、

過濾

 （填操作名稱）、自然干燥．
（5）在0.1L的混合酸溶液中，c（HNO₃）=2mol?L^-1，c（H₂SO₄）=3mol?L^-1．將0.3mol的銅放入并充分反應(yīng)后，產(chǎn)生的銅鹽的化學(xué)式是

CuSO₄

，被還原的n（HNO₃）=

0.2mol

．

Answer 1

分析：（1）鋁、鐵、銅的合金中只有鋁與NaOH溶液反應(yīng)，生成AlO₂^-和H₂；
（2）濾液A中的主要成分為KAlO₂，應(yīng)加入弱堿生成氫氧化鋁沉淀，過濾后加入硫酸溶解氫氧化鋁可得硫酸鋁溶液；
（3）溶液C通過調(diào)節(jié)pH可以使Fe³⁺沉淀完全，應(yīng)加入CuO或氫氧化銅，注意不能引入新的雜質(zhì)；
（4）由溶液制備晶體，經(jīng)加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶后過濾得到固體；
（5）根據(jù)反應(yīng)3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O進(jìn)行判斷．

解答：解：（1）鋁、鐵、銅的合金中只有鋁與NaOH溶液反應(yīng)，生成AlO₂^-和H₂，反應(yīng)的離子方程式為2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（2）濾液A中的主要成分為KAlO₂，應(yīng)加入弱堿生成氫氧化鋁沉淀，過濾后加入硫酸溶解氫氧化鋁可得硫酸鋁溶液，流程為，
故答案為：；
（3）溶液C通過調(diào)節(jié)pH可以使Fe³⁺沉淀完全，應(yīng)加入CuO或氫氧化銅，而加入銅粉生成Fe²⁺，加入氨水引入新的雜質(zhì)，故答案為：CD；
（4）由溶液制備晶體，經(jīng)加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶后過濾得到固體，故答案為：過濾；
（5）n（HNO₃）=0.1L×2mol/L=0.2mol，n（H₂SO₄）=0.1L×3mol/L=0.3mol，
則n（H⁺）=0.2mol+2×0.3mol=0.8mol，n（NO₃^-）=0.2mol，n（Cu）=0.3mol，
由反應(yīng)3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O可知，0.2molNO₃^-完全被還原，生成物為CuSO₄，
故答案為：CuSO₄；0.2mol．

點(diǎn)評：本題考查物質(zhì)的制備，側(cè)重于物質(zhì)的分離和提純的實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，注重于學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�、分析能力的考查，題目難度不大，注意根據(jù)反應(yīng)的離子方程式計(jì)算（5）．