题目内容
某废金属屑中主要成分为Cu、Fe、Al，还含有少量的铜锈[Cu2（OH）2CO3]、少量的铁锈和少量的氧化铝，用上述废金属屑制取胆矾（CuSO4?5H2O）、无水AlCl3和铁红的过程如图所示：
已知：①Al3+、Al（OH）3、AlO2-有如下转化关系：Al3+
Al（OH）3
AlO2-
②碳酸不能溶解Al（OH）3．
请回答：
（1）在废金属屑粉末中加入试剂A，生成气体1的反应的离子方程式是
（2）溶液2中含有的金属阳离子是
（3）溶液2转化为固体3的反应的离子方程式是
（4）固体2制取CuSO4溶液有多种方法．
①在固体2中加入浓H2SO4，并加热，使固体2全部溶解得CuSO4溶液，反应的化学方程式是
②在固体2中加入稀H2SO4 后，通入O2并加热，使固体2全部溶解得CuSO4溶液，反应的离子方程式是
（5）溶液1转化为溶液4过程中，不在溶液1中直接加入试剂C，理由是
（6）直接加热AlCl3?6H2O不能得到无水AlCl3．SOCl2为无色液体，极易与水反应生成HCl和一种具有漂白性的气体．AlCl3?6H2O与SOCl2混合加热制取无水AlCl3，反应的化学方程式是
已知：①Al3+、Al（OH）3、AlO2-有如下转化关系：Al3+
| OH- |
| H+ |
| OH- |
| H+ |
②碳酸不能溶解Al（OH）3．
请回答：
（1）在废金属屑粉末中加入试剂A，生成气体1的反应的离子方程式是
2Al+2OH-+2H2O=2 AlO2-+3H2↑
2Al+2OH-+2H2O=2 AlO2-+3H2↑
．（2）溶液2中含有的金属阳离子是
Fe2+
Fe2+
；气体2的成分是CO2和H2
CO2和H2
．（3）溶液2转化为固体3的反应的离子方程式是
4Fe2++8OH-+O2+2H2O=4Fe（OH）3↓
4Fe2++8OH-+O2+2H2O=4Fe（OH）3↓
．（4）固体2制取CuSO4溶液有多种方法．
①在固体2中加入浓H2SO4，并加热，使固体2全部溶解得CuSO4溶液，反应的化学方程式是
Cu+2H2SO4（浓）
CuSO4+SO2↑+2H2O
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Cu+2H2SO4（浓）
CuSO4+SO2↑+2H2O
．
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②在固体2中加入稀H2SO4 后，通入O2并加热，使固体2全部溶解得CuSO4溶液，反应的离子方程式是
2Cu+4H++O2
2Cu2++2H2O
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2Cu+4H++O2
2Cu2++2H2O
．
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（5）溶液1转化为溶液4过程中，不在溶液1中直接加入试剂C，理由是
若在溶液1中直接加入盐酸，会使溶液4中混有试剂A中的阳离子（如Na+等），而不是纯净的AlCl3溶液
若在溶液1中直接加入盐酸，会使溶液4中混有试剂A中的阳离子（如Na+等），而不是纯净的AlCl3溶液
．（6）直接加热AlCl3?6H2O不能得到无水AlCl3．SOCl2为无色液体，极易与水反应生成HCl和一种具有漂白性的气体．AlCl3?6H2O与SOCl2混合加热制取无水AlCl3，反应的化学方程式是
AlCl3?6H2O+6SOCl2
AlCl3+12HCl↑+6SO2↑
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AlCl3?6H2O+6SOCl2
AlCl3+12HCl↑+6SO2↑
．
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分析：（1）根据转化图可知，固体1最终生成胆矾和铁红，这说明固体1中含有铁和铜两种元素．所以试剂A应该是氢氧化钠溶液，则气体是铝和氢氧化钠反应生成的氢气；
（2）固体2最终得到胆矾，这说明固体2是铜，则试剂B不应该是碱液．根据气体2和氢氧化钠溶液反应又有气体1产生，这说明试剂B应该是硫酸，气体2中含有CO2和氢气，而溶液2中含有亚铁离子．
（3）固体3灼烧生成铁红，所以固体3是氢氧化铁，则溶液2转化为固体3的反应的离子方程式是4Fe2++8OH-+O2+2H2O=4Fe（OH）3↓．
（4）铜和稀硫酸不反应，但氧气能氧化单质铜生成氧化铜，进而生成硫酸铜，反应的方程式是2Cu+4H++O2=Cu2++2H2O．
（5）溶液1中含有偏铝酸钠，试剂C是盐酸．如果向溶液1中+加试剂C→溶液4”，则溶液4中将混有试剂A中的阳离子（如Na+等），而使AlCl3溶液不纯净．
（6）氯化铝水解，所以直接加热得不到氯化铝，需要在氯化氢的气氛中加热．SOCl2为无色液体，极易与水反应生成HCl和一种具有漂白性的气体，所以根据原子守恒可知，该气体应该是二氧化氯，则反应的方程式是AlCl3?6H2O+6SOCl2=AlCl3+12HCl+6SO2↑．
（2）固体2最终得到胆矾，这说明固体2是铜，则试剂B不应该是碱液．根据气体2和氢氧化钠溶液反应又有气体1产生，这说明试剂B应该是硫酸，气体2中含有CO2和氢气，而溶液2中含有亚铁离子．
（3）固体3灼烧生成铁红，所以固体3是氢氧化铁，则溶液2转化为固体3的反应的离子方程式是4Fe2++8OH-+O2+2H2O=4Fe（OH）3↓．
（4）铜和稀硫酸不反应，但氧气能氧化单质铜生成氧化铜，进而生成硫酸铜，反应的方程式是2Cu+4H++O2=Cu2++2H2O．
（5）溶液1中含有偏铝酸钠，试剂C是盐酸．如果向溶液1中+加试剂C→溶液4”，则溶液4中将混有试剂A中的阳离子（如Na+等），而使AlCl3溶液不纯净．
（6）氯化铝水解，所以直接加热得不到氯化铝，需要在氯化氢的气氛中加热．SOCl2为无色液体，极易与水反应生成HCl和一种具有漂白性的气体，所以根据原子守恒可知，该气体应该是二氧化氯，则反应的方程式是AlCl3?6H2O+6SOCl2=AlCl3+12HCl+6SO2↑．
解答：解：（1）根据转化图可知，固体1最终生成胆矾和铁红，这说明固体1中含有铁和铜两种元素．所以试剂A应该是氢氧化钠溶液，则生成的气体应该是铝和氢氧化钠反应生成的氢气，反应的离子方程式是2Al+2OH-+2H2O=AlO2-+3H2↑，故答案为：2Al+2OH-+2H2O=AlO2-+3H2↑；
（2）固体2最终得到胆矾，这说明固体2是铜，则试剂B不应该是碱液．根据气体2和氢氧化钠溶液反应又有气体1产生，这说明试剂B应该是硫酸，气体2中含有CO2和氢气，而溶液2中含有亚铁离子，故答案为：Fe2+；CO2和H2；
（3）固体3灼烧生成铁红，所以固体3是氢氧化铁，则溶液2转化为固体3的反应的离子方程式是4Fe2++8OH-+O2+2H2O=4Fe（OH）3↓，故答案为：4Fe2++8OH-+O2+2H2O=4Fe（OH）3↓；
（4）铜和稀硫酸不反应，但氧气能氧化单质铜生成氧化铜，进而生成硫酸铜，反应的方程式是2Cu+4H++O2
Cu2++2H2O，故答案为：2Cu+4H++O2
Cu2++2H2O；
（5）溶液1中含有偏铝酸钠，试剂C是盐酸．如果向溶液1中+加试剂C→溶液4”，则溶液4中将混有试剂A中的阳离子（如Na+等），而使AlCl3溶液不纯净；
故答案为：若在溶液1中直接加入盐酸，会使溶液4中混有试剂A中的阳离子（如Na+等），而不是纯净的AlCl3溶液；
（6）氯化铝易水解，所以直接加热得不到氯化铝，需要在氯化氢的气氛中加热；SOCl2为无色液体，极易与水反应生成HCl和一种具有漂白性的气体，所以根据原子守恒可知，该气体应该是二氧化硫，则反应的方程式是AlCl3?6H2O+6SOCl2
AlCl3+12HCl+6SO2↑；故答案为：AlCl3?6H2O+6SOCl2
AlCl3+12HCl+6SO2↑．
（2）固体2最终得到胆矾，这说明固体2是铜，则试剂B不应该是碱液．根据气体2和氢氧化钠溶液反应又有气体1产生，这说明试剂B应该是硫酸，气体2中含有CO2和氢气，而溶液2中含有亚铁离子，故答案为：Fe2+；CO2和H2；
（3）固体3灼烧生成铁红，所以固体3是氢氧化铁，则溶液2转化为固体3的反应的离子方程式是4Fe2++8OH-+O2+2H2O=4Fe（OH）3↓，故答案为：4Fe2++8OH-+O2+2H2O=4Fe（OH）3↓；
（4）铜和稀硫酸不反应，但氧气能氧化单质铜生成氧化铜，进而生成硫酸铜，反应的方程式是2Cu+4H++O2
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（5）溶液1中含有偏铝酸钠，试剂C是盐酸．如果向溶液1中+加试剂C→溶液4”，则溶液4中将混有试剂A中的阳离子（如Na+等），而使AlCl3溶液不纯净；
故答案为：若在溶液1中直接加入盐酸，会使溶液4中混有试剂A中的阳离子（如Na+等），而不是纯净的AlCl3溶液；
（6）氯化铝易水解，所以直接加热得不到氯化铝，需要在氯化氢的气氛中加热；SOCl2为无色液体，极易与水反应生成HCl和一种具有漂白性的气体，所以根据原子守恒可知，该气体应该是二氧化硫，则反应的方程式是AlCl3?6H2O+6SOCl2
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点评：本题以工艺流程图为依托，综合考查了元素化合物的性质及实验内容，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考查．
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