Question

【题目】为探索工业废料的再利用，某化学兴趣小组设计了如图实验方案，用含有铝、铁和铜的合金制取氯化铝、绿矾晶体（FeSO47H2O）和胆矾晶体．

请回答：
（1）步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均需进行的实验操作是 ． 实验室中进行该操作时，用到的玻璃仪器有烧杯、 ．
（2）溶液A中的阴离子主要有；试剂X是 ．
（3）向溶液A中通入过量CO2气体生成固体C的离子方程式为 ．
（4）从环境保护角度考虑，用固体F制备CuSO4溶液的化学方程式是 ．

Answer 1

【答案】
（1）过滤；玻璃棒、漏斗
（2）AlO 、OH﹣；稀硫酸
（3）AlO +CO2+H2O═2Al（OH）3↓+HCO
（4）2Cu+O2+2H2SO4 2CuSO4+2H2O
【解析】解：铝、铁和铜的合金中只有金属铝可以和氢氧化钠之间反应生成溶液A偏铝酸钠，固体B是金属铁和金属铜，A中通入过量的二氧化碳可以得到氢氧化铝沉淀C和碳酸氢钠溶液D，金属铁可以和硫酸之间发生反应生成硫酸亚铁和氢气，但是金属铜和稀硫酸之间不反应，硫酸亚铁溶液蒸发浓缩、冷却结晶可以获得绿矾晶体，金属铜可以获得胆矾晶体，（1）步骤Ⅰ加过量的氢氧化钠，金属铝和氢氧化钠反应，金属铝溶解其中生成偏铝酸钠溶液，金属铁和金属铜不与氢氧化钠反应，将它们分离用过滤；步骤Ⅰ过滤得到的滤液成分为偏铝酸钠，步骤Ⅱ中向偏铝酸钠中通入足量的二氧化碳，会得到纯净的氢氧化铝沉淀，溶液中的溶质为碳酸氢钠，将它们分离用过滤；步骤Ⅲ中金属铁和金属铜不与氢氧化钠反应，铁和硫酸反应而金属铜不反应将它们分离用过滤，过滤用到的玻璃仪器：烧杯、玻璃棒、漏斗等，所以答案是：过滤；玻璃棒、漏斗；（2）步骤Ⅰ加过量的氢氧化钠，因铝与碱反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO +3H2↑，金属铁和金属铜不与氢氧化钠反应，所以溶液A中的离子主要有AlO 、Na+、OH﹣ ， 则含有的阴离子为：AlO 、OH﹣；本实验的目的是用含有铝、铁和铜的合金制取氯化铝、绿矾晶体（FeSO47H2O）和胆矾晶体，金属铁和金属铜不与氢氧化钠反应，铁和硫酸反应生成硫酸亚铁而金属铜不反应，可以实现三种金属的分离，所以试剂X是稀硫酸，所以答案是：AlO 、OH﹣；稀硫酸；（3）溶液A中含有偏铝酸钠，偏铝酸钠溶液中通入过量CO2气体生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，反应的离子方程式为：AlO +CO2+H2O═2Al（OH）3↓+HCO ，所以答案是：AlO +CO2+H2O═2Al（OH）3↓+HCO ；（4）依据流程图可知：固体F为铜，铜不能和稀硫酸反应，但是当加热并通入空气之后，铜和氧气反应生成氧化铜，然后氧化铜会和硫酸反应生成硫酸铜，不会产生污染大气的气体，硫酸铜溶液是蓝色的，由于各反应物是混合接触在一起的，这两个反应是同时进行的，所以氧化铜没机会单独的存在，故我们可以认为反应物为氧气、铜和硫酸，而生成物为硫酸铜和水，故该反应的化学方程式为：2Cu+O2+2H2SO4 2CuSO4+2H2O，所以答案是：2Cu+O2+2H2SO4 2CuSO4+2H2O．