Question

(12分)某化學興趣小組用只含有鋁、鐵、銅的工業廢料制取純凈的氯化鋁溶液、綠礬晶體(FeSO₄·7H₂O)和膽礬晶體，以探索工業廢料的再利用。其實驗方案如下：

（1）寫出合金與燒堿溶液反應的離子方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）由濾液A制AlCl₃溶液的途徑有①和②兩種，你認為較合理的途徑及理由是：　 　　　　　　　  　                                 　　   　　　。
（3）濾液E若放置在空氣中一段時間后，溶液中的陽離子除了和外，還可能存在　　　　　　　（用元素符號表示）。
（4）用濾渣F通過兩種途徑制取膽礬，與途徑③相比，途徑④明顯具有的兩個優點是：
　　　　　　　　　　　　　　　　  　、　　　　 　　　　 　　　　 　　　　　。
（5）途徑④發生反應的化學方程式為：　　　　　　　　    　 　　　　　　　　。
（6）實驗室從CuSO₄溶液制取膽礬，操作步驟有蒸發濃縮、冷卻結晶、　　　　　　、自然干燥。

Answer 1

(12分)
（1）2Al + 2OH + 2H₂O = 2AlO₂ + 3H₂↑ (2分)
（2）②合理，途徑②制得AlCl₃溶液純度高，①制取的AlCl₃溶液中混有NaCl雜質（2分）
（3）Fe³⁺（2分）
（4）成本低；不產生有毒氣體（合理給分）（各1分）
（5）2Cu+2H­₂SO­­­₄+O₂===2CuSO­­­₄+2H₂O（2分）
（6）過濾洗滌（2分）

試題分析：（1）由題可知，與燒堿反應的物質應在濾液中，濾液通過反應最終生成的產物是AlCl₃,所以合金中與燒堿反應的物質應為鋁。
（2）途徑①中生成的NaCl很難出去，途徑②通過沉淀再溶解的方式可得到純度較高的AlCl_3。
（3）由題濾液E中含有和，Fe­^2+­­在空氣中暴露一段時間易被氧化為Fe³⁺
（4）首先途徑③使用濃硫酸發生氧化還原反應Cu+2H­₂SO­­­₄（濃）=CuSO­­­₄+SO₂↑+2H₂O;其次，濃硫酸的價格高于稀硫酸，會提高成本
（5）由題是Cu在稀硫酸的環境下與氧氣發生氧化還原反應，其反應實質是堿性金屬氧化物與酸的反應
（6）從溶液中提取溶質，操作步驟為蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌、自然干燥。