Question

9．化學工業生產上容易產生工業“三廢”，'變廢為寶，探索利用是化學必需要完成的．某工廠的工此廢料中含有銅、鋁、鐵，可利用其制備CuSO₄•5H₂O、Fe SO₄•7H₂O和AlCl₃過程如圖：

（1）將AlCl₃溶液蒸干并灼燒，得到的產物是Al₂O₃．
（2）寫出A→C的化學方程式：NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃．
（3）檢驗濾液D中的金屬陽離子的方法：取少量D溶液于試管中，滴加KSCN溶液，無現象，再滴加新制氯水，溶液變成血紅色，有Fe²⁺存在．
（4）寫出E→CuSO₄的化學方程式：2Cu+2H₂SO₄+O₂=2CuSO₄+2H₂O．
（5）寫出廢料與燒堿反應的離子方程式：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
（6）取少量濾液D，向其中加入雙氧水，現象為：溶液變為黃色．
（7）用CuSO₄溶液作粗銅的精煉液，陰極上發生的電極反應式為：Cu²⁺+2e^-=Cu．
（8）鈉和鋁都是活潑金屬，寫出工此生產鈉的化學方程式：2NaCl$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑．

Answer 1

分析 含有鋁、鐵、銅的合金加入氫氧化鈉溶解，只有鋁與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，所以濾渣B為鐵和銅，再經稀硫酸反應過濾的濾液為氯化亞鐵，進一步轉化成綠礬，濾渣F為銅單質，進一步轉化成膽礬；濾液A則為偏鋁酸鈉溶液，加過量鹽酸經途徑Ⅰ生成氯化鋁溶液，而濾液A通足量氣體C經途徑Ⅱ生成沉淀D，根據氫氧化鋁只溶于強酸強堿，所以氣體C為二氧化碳，沉淀D為氫氧化鋁，與鹽酸反應生成氯化鋁溶液，
（1）鋁離子水解生成氫氧化鋁和氫離子，溶液顯示酸性，氫氧化鋁受熱分解生成氧化鋁和水．
（2）A→C的反應就是偏鋁酸鈉溶液中通入過量的二氧化碳的反應；
（3）濾液D為氯化亞鐵溶液，檢驗Fe²⁺的試劑是KSCN溶液和新制氯水；
（4）濾渣F為銅單質，轉化成膽礬的方法是在濾渣F中加入硫酸再通入熱空氣反應成CuSO₄溶液；
（5）廢料中有Al，Al為兩性元素；
（6）濾液D為氯化亞鐵溶液，加入雙氧水將把Fe²⁺氧化為Fe³⁺；
（7）用CuSO₄溶液作粗銅的精煉液，陰極上發生的電極反應式為還原反應；
（8）鈉是活潑金屬，工業上生產鈉是用電解熔融的NaCl可得Na．

解答 解：（1）氯化鋁溶液中，鋁離子水解生成氫氧化鋁和氫離子，導致溶液顯示酸性，實質是：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，把AlCl₃溶液蒸干灼燒，水解平衡向右移動，生成氫氧化鋁，同時鹽酸揮發，最后得到的主要固體產物是氫氧化鋁，受熱分解生成氧化鋁和水，
故答案為：Al₂O₃；
（2）偏鋁酸鈉溶液中通入過量的二氧化碳的反應：NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃；
故答案為：NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al （OH）₃↓+NaHCO₃；
（3）濾液D為氯化亞鐵溶液，檢驗Fe²⁺的方法是：取少量D溶液于試管中，滴加KSCN溶液，無現象，再滴加新制氯水，溶液變成血紅色，有Fe ²⁺存在．
故答案為：取少量D溶液于試管中，滴加KSCN溶液，無現象，再滴加新制氯水，溶液變成血紅色，有Fe ²⁺存在；
（4）濾渣F為銅單質，轉化成膽礬的方法是在濾渣F中加入硫酸再通入熱空氣反應成CuSO₄溶液，化學方程式為2Cu+2 H₂SO₄+O₂=2CuSO₄+2 H₂O；
故答案為：2Cu+2 H₂SO₄+O₂=2CuSO₄+2 H₂O；
（5）廢料中有Al，Al為兩性元素，Al溶于NaOH溶液的離子方程式為2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（6）濾液D為氯化亞鐵溶液，加入雙氧水將把Fe²⁺氧化為Fe³⁺，故溶液由淺綠色變為黃色，
故答案為：溶液變為黃色；
（7）用CuSO₄溶液作粗銅的精煉液，陰極上發生的電極反應式為還原反應，Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案為：Cu²⁺+2e^-=Cu；
（8）工業上生產鈉是用電解熔融的NaCl可得Na：2NaCl$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑，
故答案為：2NaCl$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑．

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．