Question

（12分）為探索工業(yè)廢料的再利用，某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)流程，用含有鋁、鐵和銅的合金廢料制取氯化鋁、綠礬晶體(FeSO4·7H2O)和膽礬晶體。

請(qǐng)回答：

（1）寫出步驟Ⅰ反應(yīng)的離子方程式： 。

（2）試劑X是 。步驟Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均需進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是 。

（3）進(jìn)行步驟Ⅱ時(shí)，該小組用如下圖所示裝置及試劑制取CO2并將制得的氣體通入溶液A中。一段時(shí)間后，觀察到燒杯中產(chǎn)生的白色沉淀會(huì)逐漸減少。為了避免固體C減少，可采取的改進(jìn)措施是 。

（4）用固體F制備CuSO4溶液，可設(shè)計(jì)以下三種途徑：

寫出途徑①中反應(yīng)的離子方程式 ，請(qǐng)選出你認(rèn)為的最佳途徑并說明選擇的理由 。

Answer 1

（1）2Al+2OH—+2H2O=2AlO2－+3H2↑

（2）稀硫酸或H2SO4；過濾

（3）在裝置Ⅰ、Ⅱ之間增加一個(gè)盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶

（4）3Cu+2NO3－+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O；

途徑②最佳，理由是原料利用率高，環(huán)境污染小

【解析】

試題分析：（1）合金廢料含有鋁、鐵和銅，只有鋁與堿反應(yīng)：2Al+2OH—+2H2O=2AlO2－+3H2↑（2）固體B中含鐵和銅，制取綠礬所以用稀硫酸或H2SO4；步驟Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均為固體與液體分離所以需進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是 過濾。

（3） 用濃鹽酸制取CO2中會(huì)含有揮發(fā)出的HCl與Al(OH)3發(fā)生反應(yīng)而出現(xiàn)沉淀消失的現(xiàn)象。應(yīng)在裝置Ⅰ、Ⅱ之間增加一個(gè)盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶除去HCl氣體。

（4）三種合成途徑：

①反應(yīng)為：3Cu+2NO3－+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O

②反應(yīng)為：Cu+O2+H2SO4=CuSO4+H2O

③反應(yīng)為：Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2↑+2H2O

所以途徑②最佳，理由是原料利用率高，環(huán)境污染小

考點(diǎn)：了解常鐵鋁銅及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。