Question

（2013?如東縣模擬）興趣小組的同學在開展“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）固體A的成分是

鐵銅

；在生成偏鋁酸鈉（NaAlO₂）的同時，還生成了一種可燃性氣體，該氣體可能是

氫氣

．
（2）請寫出氫氧化鋁沉淀與稀鹽酸反應的化學方程式為

Al（OH）₃+3HCl═AlCl₃+3H₂O

．
（3）操作II的名稱是

過濾

，此操作中玻璃棒的作用是

引流

．
（4）固體B充分灼燒時發生反應的化學方程式為

2Cu+O₂

△   .

2CuO

．該反應屬于

化合

（填基本反應類型）反應．
（5）圖中由偏鋁酸鈉（NaAlO₂）制備三氯化鋁溶液有兩種途徑，你認為合理的制備途徑是

II

（填：“Ⅰ”或“Ⅱ”）．

Answer 1

分析：鋁與氫氧化鈉反應在部分教材中沒有涉及到，但是本題中轉化關系中給與提示生成了NaAlO₂，所以該知識就沒有難度了．而銅和鐵與氫氧化鈉不反應．NaAlO₂制備氯化鋁有兩個途徑，但是NaAlO₂直接和鹽酸反應時制得的氯化鋁會含有氯化鈉雜質，而先將NaAlO₂沉淀成氫氧化鋁沉淀后過濾洗滌加入稀鹽酸，得到的氯化鋁就是較為純凈的．至于固體部分的分離，直接從給出的物質結合金屬活動性順序進行判斷即可．

解答：解：合金與過量氫氧化鈉反應，由于金屬與氫氧化鈉是否反應很多教材中不會提及，所以本題通過給出NaAlO₂，表明只有鋁與氫氧化鈉反應，且生成了NaAlO₂和題目提到的可燃性氣體，推測應該是氫氣．加入過量的氫氧化鈉的目的是讓鋁完全反應掉．
  NaAlO₂和鹽酸反應生成氯化鋁，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，均是在溶液中進行，導致得到的氯化鋁中含有雜質．而NaAlO₂和二氧化碳反應得到氫氧化鋁沉淀，經過濾、洗滌后，氫氧化鋁不再含有鹽類雜質，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．
  合金與過量的氫氧化鈉反應后得到的固體是鐵和銅的混合物（固體A）．加入足量的稀硫酸后，能與之反應的只有鐵，所以生成了硫酸亞鐵和氫氣（無色氣體E），硫酸亞鐵進入了濾液，而不反應的銅進入了濾渣（固體B），所以固體B為銅．銅單質經加熱灼燒后生成黑色的固體氧化銅（固體C），加入硫酸后得到硫酸銅藍色溶液（溶液D）．
（1）合金與氫氧化鈉反應后生成NaAlO₂，說明鐵和銅與氫氧化鈉不反應，且氫氧化鈉是過量的，所以鋁不會有剩余．故剩余固體應該是鐵和銅．鋁與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉（NaAlO₂）的同時，還生成了一種可燃性氣體，則該氣體一定是氫氣．
（2）氫氧化鋁是堿，而鹽酸是酸，兩者發生的反應是酸堿中和反應，生成鹽和水．Al（OH）₃+3HCl═AlCl₃+3H₂O
（3）從操作II的結果可以看出，分為濾液和固體，所以應該是固液分離過程，為過濾．過濾操作中，玻璃棒的作用是引流，防止液體發生迸濺．
（4）固體銅在灼燒過程中是與空氣中的氧氣發生反應生成氧化銅，其對應的方程式為2Cu+O₂ 

△   .

 2CuO，是兩種物質變成一種物質，其反應類型為化合反應．
（5）NaAlO₂和鹽酸反應生成氯化鋁，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，均是在溶液中進行，導致得到的氯化鋁中含有雜質．而NaAlO₂和二氧化碳反應得到氫氧化鋁沉淀，經過濾、洗滌后，氫氧化鋁不再含有鹽類雜質，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）鐵、銅    氫氣；（2）Al（OH）₃+3HCl═AlCl₃+3H₂O；（3）過濾    引流；（4）2Cu+O₂ 

△   .

 2CuO     化合；（5）Ⅱ

點評：從整個轉化關系中需要隱含的信息提示，同時在方案評價中注意對關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環境以及先前加入的過量的氫氧化鈉對過程和結果造成的干擾）