Question

興趣小組的同學(xué)在開展“廢物利用、減少污染”的活動中，取某工廠合金廢料（含鋁、鐵、銅）進行如下實驗：

（1）操作II的名稱是

過濾

；該操作需用到的鐵制儀器為

鐵架臺（帶鐵圈）

．
（2）固體A的成分是

鐵、銅（Fe、Cu）

；氫氧化鋁沉淀與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為

Al（OH）₃+3HCl═AlCl₃+3H₂O

．
（3）固體C與稀硫酸反應(yīng)的方程式為

CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O

．
（4）圖中由含鋁的鈉鹽制備氯化鋁有兩種途徑，你認(rèn)為合理的途徑是

Ⅱ

（填：“Ⅰ”或“Ⅱ”），理由是

）Ⅱ途徑Ⅱ沒有引入新的雜質(zhì)，得到的是純凈的氯化鋁溶液（或途徑Ⅰ引入了雜質(zhì)鈉鹽，得到的氯化鋁不純凈）

．

Answer 1

分析：（1）操作Ⅱ是分離固體與液體的操作應(yīng)該是過濾操作，過濾過程中要用到鐵架臺，可以據(jù)此解答該題．
（2）由D是藍(lán)色溶液可知溶液中含有銅離子，則黑色固體是氧化銅，則固體B是單質(zhì)的銅，由廢料的成分可知固體A是單質(zhì)的鐵．
（3）根據(jù)圖中信息可以知道，得到藍(lán)色溶液D為硫酸銅溶液，所以可以判斷黑色固體C為氧化銅，可以據(jù)此寫出固體C和硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（4）從制備過程中是否會引入雜質(zhì)分析考慮．

解答：解：（1）從操作II的結(jié)果可以看出，分為濾液和固體，所以應(yīng)該是固液分離過程，為過濾．過濾操作中，所用的鐵制儀器為鐵架臺；
（2）由D是藍(lán)色溶液可知溶液中含有銅離子，則黑色固體是氧化銅，則固體B是單質(zhì)的銅，合金與氫氧化鈉反應(yīng)后生成含鋁的鈉鹽，則固體A中一定有鐵與銅，氫氧化鋁是堿，而鹽酸是酸，兩者發(fā)生的反應(yīng)是酸堿中和反應(yīng)，生成鹽和水，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Al（OH）₃+3HCl═AlCl₃+3H₂O；
（3）根據(jù)圖中信息可以知道，得到藍(lán)色溶液D為硫酸銅溶液，所以可以判斷黑色固體C為氧化銅，可以據(jù)此寫出固體C和硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O；
（4）NaAlO₂和鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁，由于有剩余的氫氧化鈉溶液，所以是氫氧化鈉和NaAlO₂與鹽酸的反應(yīng)，均是在溶液中進行，導(dǎo)致得到的氯化鋁中含有雜質(zhì)．而NaAlO₂和二氧化碳反應(yīng)得到氫氧化鋁沉淀，經(jīng)過濾、洗滌后，氫氧化鋁不再含有鹽類雜質(zhì)，加入適量鹽酸后，沉淀溶解，所以得到的氯化鋁較為純凈．故途徑II更合適．
故答案為：（1）過濾；鐵架臺（帶鐵圈）；
（2）鐵、銅（Fe、Cu）；Al（OH）₃+3HCl═AlCl₃+3H₂O；
（3）CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O；
（4）Ⅱ；途徑Ⅱ沒有引入新的雜質(zhì)，得到的是純凈的氯化鋁溶液（或途徑Ⅰ引入了雜質(zhì)鈉鹽，得到的氯化鋁不純凈）．

點評：從整個轉(zhuǎn)化關(guān)系中需要隱含的信息提示，同時在方案評價中注意對關(guān)鍵信息的理解和運用（評價NaAlO₂制備氯化鋁的路徑時要注意到反應(yīng)環(huán)境以及先前加入的過量的氫氧化鈉對過程和結(jié)果造成的干擾）．