Question

某化學興趣小組用含鋁、鐵、銅的合金制取純凈的氯化鋁溶液、綠礬晶體（FeSO₄?7H₂O）和膽礬晶體（CuSO₄?5H₂O），以探索工業廢料的再利用．其實驗方案如圖：

試回答下列問題：
（1）寫出濾液A轉化為沉淀D的離子方程式______．
（2）由濾液A制AlCl₃溶液的途徑有I和II兩條，你認為合理的是途徑______（填“I”或“II”），理由是______．
（3）從濾液E中得到綠礬晶體的實驗操作是（不考慮E中的溶質被氧化這一因素）：______．
（4）H₂O₂是一種綠色氧化劑，應用十分廣泛，在濾渣F中加入稀硫酸和H₂O₂來制備膽礬晶體是一種綠色工藝，該反應的總的化學方程式為______．
（5）有同學提出可將方案中最初溶解合金的燒堿改用鹽酸，重新設計方案，也能制得三種物質，你認為后者的方案是否合理？______．理由是______．

Answer 1

解：（1）鋁、鐵、銅的合金中只有金屬鋁可以和強堿反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，所以濾液A的成分是偏鋁酸鈉，可以和過量的二氧化碳反應生成氫氧化鋁和碳酸氫鈉，實質為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（2）偏鋁酸鈉和過量的鹽酸反應生成氯化鋁和氯化鈉的混合物，而向偏鋁酸鈉中通入足量的二氧化碳，會得到純凈的氫氧化鋁沉淀，再用鹽酸溶解，所得溶液的成分只有氯化鋁，
故答案為：Ⅱ；因為濾液A是偏鋁酸鈉和氫氧化鈉溶液，按途徑I直接向A中加入鹽酸得到的AlCl₃溶液中含有大量的氯化鈉雜質；按途徑II通入二氧化碳氣體，得Al（OH）₃沉淀，將Al（OH）₃溶解于鹽酸中得到的是純凈的AlCl₃溶液；
（3）將混合液來制備綠礬時應先將溶液加熱濃縮、然后冷卻結晶，即可得到綠礬，故答案為：蒸發濃縮、冷卻結晶；
（4）銅不能和稀硫酸反應，貼可以和硫酸反應，所以濾渣F是金屬銅，Cu中加入稀硫酸和H₂O₂可以制備膽礬晶體，反應方程式為：Cu+H₂SO₄+3H₂O+H₂O₂=CuSO₄?5H₂O，故答案為：Cu+H₂SO₄+3H₂O+H₂O₂=CuSO₄?5H₂O；
（5）在實驗方案一中，酸的量的控制上沒有過高的要求，只需過量即可，但是方案二中，需要的是適量的酸，這很難控，故答案為：不合理；因為該方案操作步驟多、時間長，消耗試劑量大．
分析：（1）根據所發生的反應來確定溶液的組成情況，并書寫發生的反應；
（2）根據反應所得產物的組成來選擇合適的制取方案；
（3）根據溶液來得到晶體來分析實驗操作；
（4）根據銅、稀硫酸、雙氧水的性質來判斷反應的發生，并結合質量守恒定律寫出該反應的化學方程式；
（5）根據實驗中的酸和堿的量的情況來對比回答．
點評：本題是對物質的分離和提純知識點的考查，題目難度不是很大，可以根據所學的知識進行．