Question

20．某課外小組探索利用廢合金（含有鋁、鐵、銅）粉末制取純凈的氯化鋁溶液、綠礬晶體和膽礬晶體，其實驗方案如下：

試回答下列問題：
（1）所加試劑①、②分別是NaOH、H₂SO₄．（填化學式）
寫出合金加入試劑①反應的離子方程式2Al+2OH^-+6H₂O=2[Al（OH）₄]^-+3H₂↑．
（2）操作①的名稱為過濾，所用的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒．
（3）寫出A→D反應離子方程式[Al（OH）₄]^-+CO₂=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．
（4）濾液E經蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶得綠礬晶體，然后再經過濾、洗滌、干燥即得成品．洗滌時，下列試劑最好選用c．
a．稀H₂SO₄    b．蒸餾水    c．酒精    d．NaOH溶液
（5）由濾渣F制CuSO₄溶液有途徑I和途徑Ⅱ兩種，你認為最佳途徑是途徑Ⅱ，理由是途徑Ⅰ消耗H₂SO₄的量多，且產生污染環(huán)境的SO₂氣體（或途徑Ⅱ消耗H₂SO₄的量少，且不產生污染環(huán)境的SO₂氣體）．

Answer 1

分析 廢合金（含有鋁、鐵、銅）粉末制取純凈的氯化鋁溶液、綠礬晶體和膽礬晶體，鋁可與氫氧化鈉反應，當合金與氫氧化鈉反應時，發(fā)生2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，所以試劑①為NaOH溶液，操作①為過濾，所得濾液A為NaAlO₂溶液，通入氣體C為CO₂，得沉淀D為Al（OH）₃，Al（OH）₃再溶于鹽酸得氯化鋁溶液，濾渣B為鐵、銅混合物，鐵能溶于稀硫酸得硫酸亞鐵，所以試劑②為硫酸，操作②為過濾，濾液E為硫酸亞鐵溶液，經蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶可得到綠礬，濾渣F為Cu，經途徑Ⅰ與足量濃硫酸反應可生成硫酸銅溶液，途徑Ⅱ將銅在空氣中加熱氧化成氧化銅，再與稀硫酸反應得硫酸銅溶液，硫酸銅溶液經蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶可得硫酸銅晶體，可用于制備膽礬，以此解答該題．

解答 解：（1）根據上面的分析可知，所加試劑①、②分別是 NaOH、H₂SO₄，合金加入試劑①反應的離子方程式為2Al+2OH^-+6H₂O=2[Al（OH）₄]^-+3H₂↑，
故答案為：NaOH；H₂SO₄；2Al+2OH^-+6H₂O=2[Al（OH）₄]^-+3H₂↑；
（2）操作①的名稱為過濾，所用的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒，
故答案為：過濾；燒杯、漏斗、玻璃棒；
（3）A→D反應離子方程式為[Al（OH）₄]^-+CO₂=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：[Al（OH）₄]^-+CO₂=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（4）根據上面的分析可知，濾液E經蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶得綠礬晶體，然后再經過濾、洗滌、干燥即得成品，洗滌時，為防止因溶解而造成硫酸亞鐵的損失，最好用酒精，故選c，
故答案為：冷卻結晶；c；
（5）由濾渣F制CuSO₄溶液，途徑Ⅰ與足量濃硫酸反應可生成硫酸銅溶液，同時會生成二氧化硫，會污染空氣，且消耗硫酸的量多，途徑Ⅱ將銅在空氣中加熱氧化成氧化銅，沒有污染，且消耗硫酸的量少，所以最佳途徑是途徑Ⅱ，
故答案為：途徑Ⅱ；途徑Ⅰ消耗H₂SO₄的量多，且產生污染環(huán)境的SO₂氣體（或途徑Ⅱ消耗H₂SO₄的量少，且不產生污染環(huán)境的SO₂氣體）．

點評 本題綜合考查物質的制備和性質探究等知識，側重于學生的分析能力、實驗能力的考查，為高考常見題型，注意把握實驗的操作原理和步驟，把握相關物質的性質，難度中等．