Question

20．某課外小組探索利用廢合金（含有鋁、鐵、銅）粉末制取純凈的氯化鋁溶液、綠礬晶體和膽礬晶體，其實驗方案如圖：

試回答下列問題：
（1）所加試劑①、②分別是氫氧化鈉溶液、稀硫酸．
（2）操作①的名稱為過濾，所用的儀器除鐵架臺、鐵圈和燒杯，還需要的用品有漏斗、玻璃棒、濾紙．
（3）寫出A→D反應離子方程式AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．
（4）濾液E經蒸發濃縮、冷卻結晶得綠礬晶體，然后再經過濾、洗滌、干燥即得成品．洗滌時，下列試劑最好選用c．
a．稀H₂SO₄    b．蒸餾水    c．酒精    d．NaOH溶液
（5）由濾渣F制CuSO₄溶液有途徑I和途徑Ⅱ兩種，你認為最佳途徑是途徑Ⅱ，理由是途徑Ⅰ消耗硫酸量多，且產生二氧化硫污染環境．

Answer 1

分析 根據題中各物質轉化關系，濾渣B經過系列變化最終得到綠礬和膽礬，所以濾渣B中含有銅和鐵，D與鹽酸反應生成氯化鋁，則D為氫氧化鋁，所以濾液A中含有鋁元素，所以實驗流程為：廢合金（含有鋁、鐵、銅）粉末中加入足量燒堿溶液，只有鋁與其反應而溶解，過濾后得濾渣B的成分為鐵和銅，濾液A為偏鋁酸鈉溶液；濾液A中通入過量的二氧化碳氣體，得氫氧化鋁沉淀，濾渣B中加入稀硫酸，過濾得濾液E為硫酸化亞鐵溶液，將硫酸亞鐵溶液經蒸發濃縮、冷卻結晶得綠礬晶體，然后再經過濾、用酒精洗滌、干燥即得成品，用酒精洗滌可以減少硫酸亞鐵的溶解而損失，同時容易干燥，濾渣F為銅，途徑Ⅰ為銅與足量的濃硫酸生成硫酸銅，同時會生成二氧化硫氣體，途徑Ⅱ為銅與氧氣反應生成氧化銅，氧化銅與稀硫酸反應生成硫酸銅，所以途徑Ⅱ中硫酸利用率高且沒有污染，據此答題．

解答 解：根據題中各物質轉化關系，濾渣B經過系列變化最終得到綠礬和膽礬，所以濾渣B中含有銅和鐵，D與鹽酸反應生成氯化鋁，則D為氫氧化鋁，所以濾液A中含有鋁元素，所以實驗流程為：廢合金（含有鋁、鐵、銅）粉末中加入足量燒堿溶液，只有鋁與其反應而溶解，過濾后得濾渣B的成分為鐵和銅，濾液A為偏鋁酸鈉溶液；濾液A中通入過量的二氧化碳氣體，得氫氧化鋁沉淀，濾渣B中加入稀硫酸，過濾得濾液E為硫酸化亞鐵溶液，將硫酸亞鐵溶液經蒸發濃縮、冷卻結晶得綠礬晶體，然后再經過濾、用酒精洗滌、干燥即得成品，用酒精洗滌可以減少硫酸亞鐵的溶解而損失，同時容易干燥，濾渣F為銅，途徑Ⅰ為銅與足量的濃硫酸生成硫酸銅，同時會生成二氧化硫氣體，途徑Ⅱ為銅與氧氣反應生成氧化銅，氧化銅與稀硫酸反應生成硫酸銅，所以途徑Ⅱ中硫酸利用率高且沒有污染，
（1）根據上面的分析可知，試劑①為氫氧化鈉溶液，試劑②為稀硫酸，
故答案為：氫氧化鈉溶液；稀硫酸；
（2）操作①的名稱為過濾，所用的儀器除鐵架臺、鐵圈和燒杯，還需要的用品有漏斗、玻璃棒、濾紙，
故答案為：過濾；漏斗、玻璃棒、濾紙；
（3）A→D為偏鋁酸鈉溶液與過量的二氧化碳反應生成氫氧化鋁和碳酸氫鈉，反應的離子方程式為AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（4）硫酸亞鐵溶液經蒸發濃縮、冷卻結晶得綠礬晶體，然后再經過濾、洗滌、干燥即得成品，用酒精洗滌可以減少硫酸亞鐵的溶解而損失，同時容易干燥，所以洗滌時用酒精洗滌，故選c，
故答案為：冷卻結晶；c；
（5）由上面分析可知，由濾渣F制CuSO₄溶液最好用途徑Ⅱ，因為途徑Ⅰ消耗硫酸量多，且產生二氧化硫污染環境，
故答案為：途徑Ⅱ；途徑Ⅰ消耗硫酸量多，且產生二氧化硫污染環境．

點評 本題主要考查了從工業廢料中制取純凈物，注意從框圖轉化中找出有用信息，利用有關的化學反應進行解答，難度中等．