Question

为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用，甲同学设计的实验方案如下：

请回答：

(1)反应①、反应③所加试剂分别是___________、____________。从滤液D中得到绿矾晶体的实验操作是________________。

(2)写出反应①的化学方程式____________，反应②生成沉淀的离子反应方程式__________________。

(3)用NaOH检测滤液D中含有的金属离子，实验现象是：____________，其中涉及的氧化还原反应方程式为：____。

(4)若考虑绿色化学工艺，在滤渣E中加入稀硫酸和试剂Y制胆矾晶体，试剂Y为H₂O₂，则反应④的总化学方程式为____________________。

Answer

(1)NaOH 稀H2SO4；在隔绝空气的条件下，蒸发浓缩、冷却结晶

(2)2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；AlO2- +CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-

(3)先产生白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色；4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3

(4)3H2O+Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4·5H2O；

【解析】

试题分析：合金加入足量的烧碱溶液后，金属铝溶解，滤渣为铁、铜；滤液A中通入二氧化碳气体，得到氢氧化铝沉淀；滤渣B加入稀硫酸，铁与稀硫酸反应，且会形成铁铜原电池，滤渣E溶解于稀硝酸，蒸发结晶得到绿矾。

(1)反应①、反应③所加试剂分别是氢氧化钠和稀硫酸。硫酸亚铁溶液被空气中氧气氧化，从滤液D中得到绿矾晶体需要在隔绝空气的条件下，蒸发浓缩、冷却结晶，故答案为：NaOH 稀H2SO4；在隔绝空气的条件下，蒸发浓缩、冷却结晶；

(2)金属铝可以和强碱氢氧化钠发生反应生成偏铝酸钠和氢气，即2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，偏铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳，生成氢氧化铝沉淀，即AlO2-+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-，故答案为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；AlO2-+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-；

(3)滤液D中含有亚铁离子，加入NaOH，实验现象为先产生白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，涉及的氧化还原反应方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3，故答案为：先产生白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色；4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3；

(4)双氧水是一种绿色氧化剂，在双氧水的作用下，金属铜可以和硫酸发生反应：3H2O+Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4·5H2O，故答案为：3H2O+Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4·5H2O。

考点：考查了金属的回收、环境保护、氧化还原反应、物质的分离提纯和除杂等相关知识。