Question

（12分）为探索工业废料的再利用，某化学兴趣小组设计了如下实验流程，用含有铝、铁和铜的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO₄·7H₂O)和胆矾晶体。

请回答：

（1）写出步骤Ⅰ反应的离子方程式：                              。

（2）试剂X是         。步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均需进行的实验操作是             。

（3）进行步骤Ⅱ时，该小组用如下图所示装置及试剂制取CO₂并将制得的气体通入溶液A中。一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少。为了避免固体C减少，可采取的改进措施是                       。

（4）用固体F制备CuSO₄溶液，可设计以下三种途径：

写出途径①中反应的离子方程式                           ，请选出你认为的最佳途径并说明选择的理由                。

Answer

（1）2Al+2OH—+2H2O=2AlO2－+3H2↑

（2）稀硫酸或H2SO4；过滤

（3）在装置Ⅰ、Ⅱ之间增加一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶

（4）3Cu+2NO3－+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O；

途径②最佳，理由是原料利用率高，环境污染小

【解析】

试题分析：（1）合金废料含有铝、铁和铜，只有铝与碱反应：2Al+2OH—+2H2O=2AlO2－+3H2↑（2）固体B中含铁和铜，制取绿矾所以用稀硫酸或H2SO4；步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为固体与液体分离所以需进行的实验操作是 过滤。

（3） 用浓盐酸制取CO2中会含有挥发出的HCl与Al(OH)3发生反应而出现沉淀消失的现象。应在装置Ⅰ、Ⅱ之间增加一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶除去HCl气体。

（4）三种合成途径：

①反应为：3Cu+2NO3－+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O

②反应为：Cu+O2+H2SO4=CuSO4+H2O

③反应为：Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2↑+2H2O

所以途径②最佳，理由是原料利用率高，环境污染小

考点：了解常铁铝铜及其重要化合物的主要性质及其应用。