Question

(15分) 为探索工业废料的再利用，某化学兴趣小组设计了如下实验流程，用含有铝、铁和铜的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO₄·7H₂O)和胆矾晶体。

请回答：

（1）写出步骤Ⅰ反应的离子方程式：                        。

（2）试剂X是             。步骤、Ⅲ中均需进行的实验操作是               。

（3）进行步骤Ⅱ时，该小组用如图所示装置及试剂制取CO₂并将制得的气体通入溶液A中。一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少。为了避免固体C减少，可采取的改进措施是                     。

（4）用固体F制备CuSO₄溶液，可设计以下三种途径：

写出途径①中反应的离子方程式                              ，

请选出你认为的最佳途径           说明选择的理由                  。

Answer

（1）2Al+2OH—+2H2O=2AlO2－+3H2↑（2分）

（2）稀硫酸或H2SO4（2分） 过滤（2分）

（3）在装置Ⅰ、Ⅱ之间增加一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶(合理答案即给分)（2分）

（4）3Cu+2NO3－+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O（2分）

途径②最佳，理由是原料利用率高，环境污染小（2分，结论1分，理由1分）

【解析】

试题分析：（1）铝、铁、铜中铝与氢氧化钠反应，生成偏铝酸钠和氢气，此的反应的离子方程式为：2Al+2OH—+2H2O=2AlO2－+3H2↑；

（2）步骤Ⅲ分离铜、铁，且生成绿矾（硫酸亚铁），故x为稀硫酸；固液分离使用过滤操作；

（3）由于浓盐酸易挥发，制备的二氧化碳中含有HCl气体，导致生成的氢氧化铝溶解；为了避免固体减少，可采取的除去HCl气体的方法，在装置Ⅰ、Ⅱ之间增加一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶；

（4）途径①是利用稀硝酸溶解Cu，发生反应的离子方程式：3Cu+2NO3－+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O；途径①③产生NO、SO2污染性气体，途径②最佳，理由是原料利用率高，环境污染小。

考点：考查工业流程中物质的分离与制备有关问题