Question

为探索工业废料的再利用，某化学兴趣小组设计了如图实验方案，用含有铝、铁和铜的合金制取氯化铝、绿矾晶体（FeSO₄•7H₂O）和胆矾晶体。

请回答：

（1）步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均需进行的实验操作是_______________。实验室中进行该操作时，用到的玻璃仪器有烧杯、______________________。

（2）溶液A中的阴离子主要有__________________；由合金生成A溶液的离子方程式为：_______________。试剂X是________________。

（3）向溶液A中通入过量CO₂气体生成固体C的离子方程式为_________________。

（4）从环境保护角度考虑，采用固体F加入足量稀硫酸里加热并鼓入空气来制备CuSO₄溶液，其化学方程式是_______________________________。

Answer

过滤 玻璃棒、漏斗 AlO2－、OH－ 2Al+2OH－+2H2O＝2AlO2－+3H2↑或2Al+2OH-+6H2O＝2[Al(OH)4]－+3H2↑ 稀硫酸 AlO2－+CO2+2H2O＝Al（OH）3↓+HCO3－ 2Cu+O2+2H2SO4 2CuSO4+2H2O

【解析】

合金溶于过量的氢氧化钠溶液中生成偏铝酸钠，铁和铜不溶。偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳生成氢氧化铝沉淀，氢氧化铝溶解在盐酸中生成氯化铝，最终得到氯化铝晶体；铁和铜的混合物中加入稀硫酸生成硫酸亚铁，最终可以得到绿矾晶体。由于铜不溶，可以加入足量稀硫酸里加热并鼓入空气来制备CuSO4溶液，据此判断。

（1）步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均分离产生固体，所以需进行的实验操作是过滤。实验室中进行该操作时，用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗。

（2）溶液A中的阴离子主要有铝与氢氧化钠生成的AlO2－和剩余氢氧化钠的OH－；合金溶于过量的氢氧化钠溶液中生成偏铝酸钠和氢气，铁和铜不溶，反应的离子方程式为2Al+2OH－+2H2O＝2AlO2－+3H2↑或2Al+2OH-+6H2O＝2[Al(OH)4]－+3H2↑；由于要制备绿矾，则试剂X是能够溶解铁的稀硫酸。

（3）向溶液A中通入过量CO2气体生成固体C氢氧化铝的离子反应方程式为AlO2－+CO2+2H2O＝Al（OH）3↓+HCO3－；

（4）从环境保护角度考虑，用固体F制备CuSO4溶液的方法不是用铜与浓硫酸反应转化为硫酸铜，而是在加热条件下铜被氧气氧化为氧化铜，再被稀硫酸溶解生成硫酸铜，反应的化学方程式为2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O。