Question

（16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[FeSO₄·7H₂O]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）写出合金与烧碱溶液反应的离子方程式                                。

（2）由滤液A制AlCl₃溶液的途径有①和②两种，你认为合理的是                ；上述实验方案多处采用了过滤操作，过滤所用到的玻璃仪器有                         和玻璃棒；其中玻璃棒的作用是                     。

（3）用滤渣F通过两种途径制取胆矾，与途径③相比，途径④明显具有的两个优点是：                 、                 。

（4）通过途径④制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：加硫酸、加热通氧气、过滤、                  、冷却结晶、             、自然干燥。其中“加热通氧气”所起的作用为（用离子方程式表示）                 。

（5）测定所得胆矾（CuSO₄·xH₂O）中x值的实验方案是蒸发硫酸铜晶体中的水得到白色的无水硫酸铜，冷却后称量。此变化的化学方程式为：CuSO₄·xH₂O===CuSO₄+xH₂O，但温度过高，CuSO₄会继续分解为CuO和SO₃。在此实验中，下列操作对测定结果x值的影响是（填“偏高”、“偏低”、“无影响”）。

a．加热温度过高____________

b．加热时胆矾晶体飞溅出来____________

c．所用坩埚事先未干燥（潮湿）____________

Answer

（15分）未标出分数的空均为1分。

（1）2Al + 2H2O + 2OH— = 2AlO2— + 3H2↑ （2分）（2）途径② ； 烧杯、漏斗（2分） ；引流

（3）产生等量的胆矾，途径④消耗硫酸少； 途径④不会产生污染大气的气体。（4）蒸发浓缩 过滤 2Cu + O2 + 4H+ = 2Cu2+ + 2H2O（2分）。（5）偏高 偏高 偏高

【解析】

试题分析：（1）铝和氢氧化钠和水反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为：2Al + 2H2O + 2OH— = 2AlO2— + 3H2↑（2）某气体其固态可用于人工降雨，该气体应该为二氧化碳，二氧化碳的固态为干冰，干冰变成气体时须从外界吸收热量，导致水蒸气冷凝，能实现人工降雨，氯化铝溶液中通入二氧化碳，碳酸的酸性比氢氧化铝强，所以能反应，且通入过量的二氧化碳反应生成碳酸氢根离子。选择途径②，因为途径①会引入盐酸，氯化钠杂质。过滤实验需要使用的玻璃仪器有烧杯、漏斗；玻璃棒的作用为引流。（3）途径③每生成1摩尔硫酸铜，消耗2摩尔硫酸，且产生二氧化硫气体，途径④每生成1摩尔硫酸铜，消耗1摩尔硫酸，并且没有有毒气体产生。（4）制备硫酸铜晶体，用稀硫酸和氧气反应，反应后需要过滤出未反应是铜，然后蒸发浓缩，冷却晶体，过滤，自然干燥即可。 氧气做氧化剂，将铜氧化成铜离子，离子方程式为：2Cu + O2 + 4H+ = 2Cu2+ + 2H2O。（5）a．加热温度过高，会是硫酸铜分解，减少部分的质量增加，则都认为是结晶水的质量，所以结晶水的结果偏高。b．加热时胆矾晶体飞溅出来，固体有损失，结晶水偏高；c．所用坩埚事先未干燥（潮湿），则有水，会使失去的质量偏大，结晶水的含量偏高。

考点：金属及其化合物的性质