Question

（15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           说明选择的理由                  。

Answer

（15分）（1）2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑（2分）。（2）稀硫酸（2分）；过滤（2分）。（3）在装置a、b之间增加一个盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶。（3分）（4）3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O（2分）；②（2分）；对环境无污染，耗硫酸少。（2分）

【解析】

试题分析：（1）合金中只有铝能和氢氧化钠反应，生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑。（2）固体B为铁和铜，从过程的最后可看出得到绿矾，并将铁和铜分开，所以加入的为稀硫酸；步骤中都需要将固体和液体分开，所以操作为过滤。（3）因为要用二氧化碳和偏铝酸钠反应制取氢氧化铝，因为制取的二氧化碳中带有氯化氢，氯化氢可以和氢氧化铝沉淀溶解而减少，所以需要在装置a、b之间增加一个除去氯化氢的装置，即盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶。（4）途径①中铜和硝酸反应生成硝酸铜和一氧化氮喝水，离子方程式为：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；反应②中不产生有害气体，③产生二氧化硫气体，①产生一氧化氮气体，所以②最佳。

考点：金属及其化合物的性质，硝酸的性质