Question

（15分）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。其实验方案如下：

请回答下列问题:

（1）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:

                                                                      。

（2）从滤液E中得到绿矾晶体的实验操作是                                  。

（3）请用一个总反应式表示由滤渣F制备胆矾晶体过程中发生的变化:        

                                                                        。

（4）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更合理          ，理由是                            

                                                                        。

Answer

（1）途径Ⅱ更合理；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（2）蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤、干燥（3）2Cu + O2 + 2H2SO4+8H2O2CuSO4·5H2O （4）后者的方案不合理    因为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、时间长。

【解析】

试题分析：（1）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；（2）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，洗涤干燥后即可得到绿矾，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤、干燥。（3）由矿渣制备胆矾，故矿渣为铜。铜不能和稀硫酸反应，铁可以和硫酸反应，所以滤渣F是金属铜，Cu中加入稀硫酸可以制备胆矾晶体，反应方程式为：2Cu+2H2SO4+8H2O+O2=2CuSO4•5H2O，（4）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。

考点：常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；制备实验方案的设计