Question

某化学兴趣小组用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体和胆矾晶体，以探索工业废料的再利用。其实验方案如图：

试完成下列各题：

(1)过滤用的器材已有滤纸、铁架台、铁圈和烧杯，还要补充的玻璃仪器是________________________________________________________________________。

(2)由滤液A制得AlCl₃溶液有途径Ⅰ和Ⅱ两条，你认为合理的是________，理由是________________________________________________________________________

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(3)写出合金与烧碱溶液反应的离子方程式

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(4)写出用滤渣F制备胆矾晶体的化学方程式

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(5)有同学提出可将方案中最初溶解合金的烧碱溶液改用盐酸，重新设计方案，也能制得三种物质，你认为后者的方案是否更合理？________，理由是 

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Answer 1

【答案】

(1)漏斗、玻璃棒

(2)途径Ⅱ　因为滤液A是NaAlO₂溶液，按途径Ⅰ直接向A加入盐酸得到的AlCl₃溶液中含有大量的NaCl杂质；按途径Ⅱ，通入C(CO₂)气体，得D[Al(OH)₃]沉淀，将Al(OH)₃溶解于盐酸中得到的是纯净的AlCl₃溶液。所以途径Ⅱ更合理

(3)2Al＋2OH^－＋2H₂O===2AlO₂^-＋3H₂↑

(4)2Cu＋O₂2CuO，

CuO＋H₂SO₄===CuSO₄＋H₂O，

CuSO₄＋5H₂O===CuSO₄·5H₂O(合并后面两个化学方程式，也可)

(5)不合理　该方案不符合实验方案设计的简约性原则，即操作步骤多、消耗试剂量更大、时间过长

【解析】

试题分析：(1)联想过滤装置，可知需补充的玻璃仪器有漏斗和玻璃棒。

(2)由题意知滤液A为NaAlO₂溶液，若按途径Ⅰ，则发生反应NaAlO₂＋4HCl===NaCl＋AlCl₃＋2H₂O，所得AlCl₃溶液中会含有大量NaCl杂质，而按途径Ⅱ时，NaAlO₂＋CO2＋2H₂O===Al(OH)₃↓＋NaHCO₃，过滤得纯净Al(OH)₃，Al(OH)₃＋3HCl===AlCl₃＋3H₂O，所得AlCl₃不含杂质，故合理的为途径Ⅱ。

(3)NaOH只与合金中的Al反应，生成NaAlO₂和H₂。

(4)滤渣F为Cu，由Cu制备胆矾一般经过以下几个反应：

2Cu＋O₂2CuO，CuO＋H₂SO₄===CuSO₄＋H₂O，CuSO₄＋5H₂O===CuSO₄·5H₂O。

(5)若按该同学的方案需经如下的转化：

显然操作步骤多，消耗试剂量更大，所需时间过长。

考点：考查仪器的选择、物质的制备、基本操作以及实验设计和评价的有关判断

点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题综合性强，难易适中，侧重对学生基础知识的巩固与训练，同时也注重对学生答题能力的培养和方法指导，有利于培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力。该类试题是一类综合性较强的试题，它不仅可考察学生对化学知识的理解程度，更重要的是培养学生的综合分析能力和思维方法。