Question

某化学兴趣小组用含铝、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：

试回答下列问题：
（1）写出滤液A转化为沉淀D的离子方程式______．
（2）由滤液A制AlCl₃溶液的途径有I和II两条，你认为合理的是途径______（填“I”或“II”），理由是______．
（3）从滤液E中得到绿矾晶体的实验操作是（不考虑E中的溶质被氧化这一因素）：______．
（4）H₂O₂是一种绿色氧化剂，应用十分广泛，在滤渣F中加入稀硫酸和H₂O₂来制备胆矾晶体是一种绿色工艺，该反应的总的化学方程式为______．
（5）有同学提出可将方案中最初溶解合金的烧碱改用盐酸，重新设计方案，也能制得三种物质，你认为后者的方案是否合理？______．理由是______．

Answer

（1）根据所发生的反应来确定溶液的组成情况，并书写发生的反应；
（2）根据反应所得产物的组成来选择合适的制取方案；
（3）根据溶液来得到晶体来分析实验操作；
（4）根据铜、稀硫酸、双氧水的性质来判断反应的发生，并结合质量守恒定律写出该反应的化学方程式；
（5）根据实验中的酸和碱的量的情况来对比回答．
【解析】
（1）铝、铁、铜的合金中只有金属铝可以和强碱反应生成偏铝酸钠和氢气，所以滤液A的成分是偏铝酸钠，可以和过量的二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠，实质为：AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-，
故答案为：AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-；
（2）偏铝酸钠和过量的盐酸反应生成氯化铝和氯化钠的混合物，而向偏铝酸钠中通入足量的二氧化碳，会得到纯净的氢氧化铝沉淀，再用盐酸溶解，所得溶液的成分只有氯化铝，
故答案为：Ⅱ；因为滤液A是偏铝酸钠和氢氧化钠溶液，按途径I直接向A中加入盐酸得到的AlCl3溶液中含有大量的氯化钠杂质；按途径II通入二氧化碳气体，得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；
（3）将混合液来制备绿矾时应先将溶液加热浓缩、然后冷却结晶，即可得到绿矾，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；
（4）铜不能和稀硫酸反应，贴可以和硫酸反应，所以滤渣F是金属铜，Cu中加入稀硫酸和H2O2可以制备胆矾晶体，反应方程式为：Cu+H2SO4+3H2O+H2O2=CuSO4•5H2O，故答案为：Cu+H2SO4+3H2O+H2O2=CuSO4•5H2O；
（5）在实验方案一中，酸的量的控制上没有过高的要求，只需过量即可，但是方案二中，需要的是适量的酸，这很难控，故答案为：不合理；因为该方案操作步骤多、时间长，消耗试剂量大．