Question

某廢金屬屑中主要成分為Cu、Fe、Al，還含有少量的銅銹[Cu₂（OH）₂CO₃]、少量的鐵銹和少量的氧化鋁，用上述廢金屬屑制取膽礬（CuSO₄·5H₂O）、無水AlCl₃和鐵紅的過程如下圖所示：

（1）在廢金屬屑粉末中加入試劑A，生成氣體1的反應的離子方程式是        。

（2）溶液2中含有的金屬陽離子是       ；氣體2的成分是        。

（3）溶液2轉化為固體3的反應的離子方程式是                         。

（4）固體2制取CuSO₄溶液有多種。 如在固體2中加入稀H₂SO₄后，通入O₂并加熱，使固體2全部溶解得CuSO₄溶液，反應的離子方程式是                  。

（5）溶液1轉化為溶液4的一系列過程，不能簡化為“向溶液1中+加試劑C→溶液4”，理由是               。

（6）直接加熱AlCl₃·6H₂O不能得到無水AlCl₃。SOCl₂為無色液體，極易與水反應生成HCl和一種具有漂白性的氣體。AlCl₃·6H₂O與SOCl₂混合加熱制取無水AlCl₃，反應的化學方程式是                    。

 

Answer 1

【答案】

  (1）2Al+2OH^-+2H₂O＝AlO₂^-+3H₂↑（1分）  (2)Fe²⁺ （2分） CO₂和H₂（2分）

(3）4Fe²⁺+8OH^-+O₂+2H₂O=4Fe(OH)₃↓（2分）  (4)2Cu+4H⁺+O₂=Cu²⁺+2H₂O（1分）

(5)若溶液4中將混有試劑A中的陽離子（如Na⁺等），而使AlCl₃溶液不純凈（2分）

（6）AlCl₃·6H₂O +6SOCl₂ =AlCl₃+12HCl+6SO₂↑（2分）

【解析】

試題分析：（1）根據轉化圖可知，固體1最終生成膽礬和鐵紅，這說明固體1中含有鐵和銅兩種元素。所以試劑A應該是氫氧化鈉溶液，則生成的氣體應該是鋁和氫氧化鈉反應生成的氫氣，反應的離子方程式是2Al+2OH^-+2H₂O＝AlO₂^-+3H₂↑。

（2）固體2最終得到膽礬，這說明固體2是銅，則試劑B不應該是堿液。根據氣體2和氫氧化鈉溶液反應又有氣體1產生，這說明試劑B應該是硫酸，氣體2中含有CO₂和氫氣，而溶液2中含有亞鐵離子。

（3）固體3是氫氧化鐵，則溶液2轉化為固體3的反應的離子方程式是4Fe²⁺+8OH^-+O₂+2H₂O＝4Fe(OH)₃↓。

（4）銅和稀硫酸不反應，但氧氣能氧化單質銅生成氧化銅，進而生成硫酸銅，反應的方程式是2Cu+4H⁺+O₂＝Cu²⁺+2H₂O。

（5）溶液1中含有偏鋁酸鈉，試劑C是鹽酸。如果向溶液1中+加試劑C→溶液4”，則溶液4中將混有試劑A中的陽離子（如Na⁺等），而使AlCl₃溶液不純凈。

（6）氯化鋁水解，所以直接加熱得不到氯化鋁，需要在氯化氫的氣氛中加熱。SOCl₂為無色液體，極易與水反應生成HCl和一種具有漂白性的氣體，所以根據原子守恒可知，該氣體應該是二氧化氯，則反應的方程式是AlCl₃·6H₂O +6SOCl₂＝AlCl₃+12HCl+6SO₂↑。

考點：考查以廢金屬屑制取膽礬（CuSO₄·5H₂O）、無水AlCl₃和鐵紅的流程圖的有關判斷

點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題綜合性強，難易適中，側重對學生基礎知識的鞏固與訓練，同時也注重對學生答題能力的培養和方法指導，有利于培養學生的邏輯思維能力和發散思維能力。該類試題是一類綜合性較強的試題，如元素及化合物性質和社會生活，環境保護，化學計算等知識。它不僅可考察學生對化學知識的理解程度，更重要的是培養學生的綜合分析能力和思維方法。