Question

某废金属屑中主要成分为Cu、Fe、Al，还含有少量的铜锈[Cu₂（OH）₂CO₃]、少量的铁锈和少量的氧化铝，用上述废金属屑制取胆矾（CuSO₄·5H₂O）、无水AlCl₃和铁红的过程如下图所示：

（1）在废金属屑粉末中加入试剂A，生成气体1的反应的离子方程式是        。

（2）溶液2中含有的金属阳离子是       ；气体2的成分是        。

（3）溶液2转化为固体3的反应的离子方程式是                         。

（4）固体2制取CuSO₄溶液有多种。 如在固体2中加入稀H₂SO₄后，通入O₂并加热，使固体2全部溶解得CuSO₄溶液，反应的离子方程式是                  。

（5）溶液1转化为溶液4的一系列过程，不能简化为“向溶液1中+加试剂C→溶液4”，理由是               。

（6）直接加热AlCl₃·6H₂O不能得到无水AlCl₃。SOCl₂为无色液体，极易与水反应生成HCl和一种具有漂白性的气体。AlCl₃·6H₂O与SOCl₂混合加热制取无水AlCl₃，反应的化学方程式是                    。

Answer

  (1）2Al+2OH-+2H2O＝AlO2-+3H2↑（1分）  (2)Fe2+ （2分） CO2和H2（2分）

(3）4Fe2++8OH-+O2+2H2O=4Fe(OH)3↓（2分）  (4)2Cu+4H++O2=Cu2++2H2O（1分）

(5)若溶液4中将混有试剂A中的阳离子（如Na+等），而使AlCl3溶液不纯净（2分）

（6）AlCl3·6H2O +6SOCl2 =AlCl3+12HCl+6SO2↑（2分）

【解析】

试题分析：（1）根据转化图可知，固体1最终生成胆矾和铁红，这说明固体1中含有铁和铜两种元素。所以试剂A应该是氢氧化钠溶液，则生成的气体应该是铝和氢氧化钠反应生成的氢气，反应的离子方程式是2Al+2OH-+2H2O＝AlO2-+3H2↑。

（2）固体2最终得到胆矾，这说明固体2是铜，则试剂B不应该是碱液。根据气体2和氢氧化钠溶液反应又有气体1产生，这说明试剂B应该是硫酸，气体2中含有CO2和氢气，而溶液2中含有亚铁离子。

（3）固体3是氢氧化铁，则溶液2转化为固体3的反应的离子方程式是4Fe2++8OH-+O2+2H2O＝4Fe(OH)3↓。

（4）铜和稀硫酸不反应，但氧气能氧化单质铜生成氧化铜，进而生成硫酸铜，反应的方程式是2Cu+4H++O2＝Cu2++2H2O。

（5）溶液1中含有偏铝酸钠，试剂C是盐酸。如果向溶液1中+加试剂C→溶液4”，则溶液4中将混有试剂A中的阳离子（如Na+等），而使AlCl3溶液不纯净。

（6）氯化铝水解，所以直接加热得不到氯化铝，需要在氯化氢的气氛中加热。SOCl2为无色液体，极易与水反应生成HCl和一种具有漂白性的气体，所以根据原子守恒可知，该气体应该是二氧化氯，则反应的方程式是AlCl3·6H2O +6SOCl2＝AlCl3+12HCl+6SO2↑。

考点：考查以废金属屑制取胆矾（CuSO4·5H2O）、无水AlCl3和铁红的流程图的有关判断