Question

18．某化學興趣小組用含有鋁、鐵、銅的合金制取純凈的氯化鋁溶液、綠礬晶體（七水合硫酸亞鐵）和膽礬晶體，以探索工業廢料的再利用．其實驗方案如下：試回答下列問題：

（1）寫出合金溶于試劑①溶液時相關反應的離子方程式2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，操作②的名稱是過濾
（2）由濾液A制AlCl₃溶液有途徑I和途徑II兩種，與途徑I相比，途徑II存在著明顯的缺陷是：途徑Ⅱ直接往溶液中加入過量的鹽酸，得到的AlCl₃溶液會混有其它別的氯化物
（3）溶液E中的主要溶質為FeSO₄；如何檢驗濾液E是否已被氧化（寫出操作過程、現象和結論）取少量的濾液E于試管中，滴加KSCN溶液，若溶液變成血紅色，則表明已被氧化，反之則沒有
（4）按環保要求，寫出用濾渣F制備硫酸銅溶液的各步反應的化學方程式2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O．

Answer 1

分析 含有鋁、鐵、銅的合金加入足量的氫氧化鈉溶解，只有鋁與氫氧化鈉溶液反應，所以濾渣B為鐵和銅，濾液中含有偏鋁酸鈉與剩余的NaOH，途徑Ⅰ加入足量的鹽酸得到氯化鋁溶液，途徑Ⅱ通入二氧化碳得到氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁用鹽酸溶解得到氯化鋁．濾渣B中用稀硫酸溶解，Cu不反應，過濾分離，濾渣F為Cu、濾液E中含有硫酸亞鐵，經過加熱濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌等操作得到綠礬．粗制氧化銅反應得到硫酸銅，再經過加熱濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌等操作得到藍礬，
（1）含有鋁、鐵、銅的合金溶于試劑①為足量氫氧化鈉溶液時，鋁發生反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，濾渣B中用稀硫酸溶解，Cu不反應，過濾分離；
（2）途徑Ⅱ直接往溶液中加入過量的鹽酸，得到的AlCl₃溶液混有氯化鈉雜質；
（3）分析可知濾液E中含有硫酸亞鐵，硫酸亞鐵被氧化為硫酸鐵，利用KSCN溶液遇到鐵離子會生成血紅色溶液設計檢驗；
（4）濾渣F為Cu制備硫酸銅溶液時，利用銅和氧氣反應生成氧化銅，氧化銅和硫酸反應得到硫酸銅溶液．

解答 解：含有鋁、鐵、銅的合金加入足量的氫氧化鈉溶解，只有鋁與氫氧化鈉溶液反應，所以濾渣B為鐵和銅，濾液中含有偏鋁酸鈉與剩余的NaOH，途徑Ⅰ加入足量的鹽酸得到氯化鋁溶液，途徑Ⅱ通入二氧化碳得到氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁用鹽酸溶解得到氯化鋁．濾渣B中用稀硫酸溶解，Cu不反應，過濾分離，濾渣F為Cu、濾液E中含有硫酸亞鐵，經過加熱濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌等操作得到綠礬．粗制氧化銅反應得到硫酸銅，再經過加熱濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌等操作得到藍礬，
（1）含有鋁、鐵、銅的合金溶于試劑①為足量氫氧化鈉溶液時，鋁發生反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應的離子方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，濾渣B中用稀硫酸溶解，Cu不反應，過濾分離，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；過濾；
（2）途徑Ⅱ直接往溶液中加入過量的鹽酸，得到的AlCl₃溶液混有氯化鈉雜質，途徑Ⅱ直接往溶液中加入過量的鹽酸，得到的AlCl₃溶液會混有其它別的氯化物，NaAlO₂+4HCl=AlCl₃+NaCl+2H₂O，
故答案為：途徑Ⅱ直接往溶液中加入過量的鹽酸，得到的AlCl₃溶液會混有其它別的氯化物；
（3）分析可知濾液E中含有硫酸亞鐵，硫酸亞鐵被氧化為硫酸鐵，利用KSCN溶液遇到鐵離子會生成血紅色溶液設計檢驗：取少量的濾液E于試管中，滴加KSCN溶液，若溶液變成血紅色，則表明已被氧化，反之則沒有，
故答案為：FeSO₄，取少量的濾液E于試管中，滴加KSCN溶液，若溶液變成血紅色，則表明已被氧化，反之則沒有；
（4）濾渣F為Cu制備硫酸銅溶液時，利用銅和氧氣反應生成氧化銅，氧化銅和硫酸反應得到硫酸銅溶液，反應的化學方程式為：2Cu+O₂  $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$  2CuO，CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O，
故答案為：2Cu+O₂  $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$  2CuO，CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O．

點評 本題考查物質制備工藝流程，涉及多操作的分析評價、物質的分離提純、物質含量測定等，側重于學生的分析能力、實驗能力的考查，為高考常見題型，注意把握實驗的操作原理和步驟，難度中等．