Question

某化学兴趣小组用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体和胆矾晶体，以探索工业废料的再利用。其实验方案如图：

试完成下列各题：

(1)过滤用的器材已有滤纸、铁架台、铁圈和烧杯，还要补充的玻璃仪器是________________________________________________________________________。

(2)由滤液A制得AlCl₃溶液有途径Ⅰ和Ⅱ两条，你认为合理的是________，理由是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)写出合金与烧碱溶液反应的离子方程式

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)写出用滤渣F制备胆矾晶体的化学方程式

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(5)有同学提出可将方案中最初溶解合金的烧碱溶液改用盐酸，重新设计方案，也能制得三种物质，你认为后者的方案是否更合理？________，理由是 

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

Answer

(1)漏斗、玻璃棒

(2)途径Ⅱ 因为滤液A是NaAlO2溶液，按途径Ⅰ直接向A加入盐酸得到的AlCl3溶液中含有大量的NaCl杂质；按途径Ⅱ，通入C(CO2)气体，得D[Al(OH)3]沉淀，将Al(OH)3溶解于盐酸中得到的是纯净的AlCl3溶液。所以途径Ⅱ更合理

(3)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO2-＋3H2↑

(4)2Cu＋O22CuO，

CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O，

CuSO4＋5H2O===CuSO4·5H2O(合并后面两个化学方程式，也可)

(5)不合理 该方案不符合实验方案设计的简约性原则，即操作步骤多、消耗试剂量更大、时间过长

【解析】

试题分析：(1)联想过滤装置，可知需补充的玻璃仪器有漏斗和玻璃棒。

(2)由题意知滤液A为NaAlO2溶液，若按途径Ⅰ，则发生反应NaAlO2＋4HCl===NaCl＋AlCl3＋2H2O，所得AlCl3溶液中会含有大量NaCl杂质，而按途径Ⅱ时，NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3，过滤得纯净Al(OH)3，Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O，所得AlCl3不含杂质，故合理的为途径Ⅱ。

(3)NaOH只与合金中的Al反应，生成NaAlO2和H2。

(4)滤渣F为Cu，由Cu制备胆矾一般经过以下几个反应：

2Cu＋O22CuO，CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O，CuSO4＋5H2O===CuSO4·5H2O。

(5)若按该同学的方案需经如下的转化：

显然操作步骤多，消耗试剂量更大，所需时间过长。

考点：考查仪器的选择、物质的制备、基本操作以及实验设计和评价的有关判断