Question

某化学兴趣小组为探索工业废料的再利用，在实验室中用含有铝、铁、铜的合金制取氯化铝溶液、绿矾晶体和胆矾晶体．其实验方案如下：

（1）所加试剂①、②分别是______、______．
（2）从滤液E中得到绿矾晶体的实验操作是______；从滤渣F制取胆矾的第一步操作最好采用______．
（3）上述实验方案中，有一步设计明显不合理，请你予以指出，并说明理由______、______．
你认为正确的设计方案是______．

Answer

根据金属的性质结合框图转化关系和所得产品选择合适的试剂．
由滤液A→AlCl3可知，滤液A中含有溶解的铝元素，根据铝既与酸反应又与碱反应可知，试剂①为氢氧化钠溶液．铁、铜与氢氧化钠不反应，所以滤渣B为铁、铜．根据产品绿矾，可知试剂②为稀硫酸，所以滤液E为硫酸亚铁溶液，滤渣F为铜．铜到硫酸铜，可用浓硫酸与铜加热制取，但会产生污染气体二氧化硫，所以采用铜先与氧气反应生成氧化铜，氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜的方法．
（1）金属铝和氢氧化钠反应，而金属铁和金属铜不与氢氧化钠反应，铁和硫酸反应而金属铜不反应；
（2）从滤液中析出晶体的操作；从环保角度和试剂用量考虑；
（3）从制备过程中是否会引入杂质分析考虑．
【解析】
（1）金属铝和氢氧化钠反应，加入NaOH溶液后金属铝溶解生成偏铝酸钠溶液，金属铁和金属铜不与氢氧化钠反应，
铁和硫酸反应生成硫酸亚铁而金属铜不反应，可以实现三种金属的分离，故答案为：NaOH溶液；稀硫酸；
（2）滤液E中含硫酸亚铁溶液，要得到硫酸亚铁晶体，要经过蒸发浓缩、冷却结晶，考虑到亚铁离子易被氧化，应隔绝空气防氧化．
滤渣F中含铜，由铜制取硫酸铜，从环保角度考虑，采用铜与氧气反应不会产生污染物，然后用硫酸溶解氧化铜得硫酸铜．
故答案为：在隔绝空气的条件下，蒸发浓缩、冷却结晶；将滤渣F在空气中灼烧；
 （3）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：由滤液A制得氯化铝溶液不合理，
所得氯化铝溶液中含有大量NaCl杂质  向滤液A中通入足量的CO2得Al（OH）3沉淀，过滤，向Al（OH）3沉淀中加入盐酸至沉淀溶解．