题目内容
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[FeSO4?7H2O]和胆矾晶体，以探索工业废料的再利用．其实验方案如图：
回答下列问题：（1）写出合金与烧碱溶液反应的离子方程式 ．
（2）途径②中通入足量的某气体后过滤，你认为该气体为 ．上述实验方案多处采用了过滤操作，过滤所用到的玻璃仪器有 和玻璃棒；其中玻璃棒的作用是 ．
（3）用滤渣F通过两种途径制取胆矾，与途径③相比，途径④明显具有的两个优点是 、 ．
（4）通过途径④制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：加硫酸、加热通氧气、过滤、 、冷却结晶、 、自然干燥．其中“加热通氧气”所起的作用为 （用离子方程式表示）．
（5）测定所得胆矾（CuSO4?xH2O）中x值的实验方案是蒸发硫酸铜晶体中的水得到白色的无水硫酸铜，冷却后称量．此变化的化学方程式为：CuSO4?xH2O═CuSO4+xH2O，但温度过高，CuSO4会继续分解为CuO和SO3．在此实验过程中，若测定结果x值偏高，可能的原因是 ．
a．加热温度过高
b．加热时胆矾晶体飞溅出来
c．加热后放在空气中冷却
d．所用坩埚事先未干燥（潮湿）
回答下列问题：（1）写出合金与烧碱溶液反应的离子方程式
（2）途径②中通入足量的某气体后过滤，你认为该气体为
（3）用滤渣F通过两种途径制取胆矾，与途径③相比，途径④明显具有的两个优点是
（4）通过途径④制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：加硫酸、加热通氧气、过滤、
（5）测定所得胆矾（CuSO4?xH2O）中x值的实验方案是蒸发硫酸铜晶体中的水得到白色的无水硫酸铜，冷却后称量．此变化的化学方程式为：CuSO4?xH2O═CuSO4+xH2O，但温度过高，CuSO4会继续分解为CuO和SO3．在此实验过程中，若测定结果x值偏高，可能的原因是
a．加热温度过高
b．加热时胆矾晶体飞溅出来
c．加热后放在空气中冷却
d．所用坩埚事先未干燥（潮湿）
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用
专题：实验设计题
分析：Al、Fe、Cu三种金属中，加入碱溶液后只有Al溶解，生成NaAlO2溶液，若在此溶液中加入足量的盐酸，因盐酸为强酸，可以溶解生成的氢氧化铝，则继续反应生成AlCl3溶液，反应离子方程式为：AlO2-+4H+═Al3++2H2O，而第二种途径通入气体后生成沉淀，与盐酸反应生成AlCl3，由此判断生成的沉淀为氢氧化铝，则确定通入的气体在水中生成弱酸，则判断为CO2气体．不溶于碱溶液的金属Fe和Cu，加入足量稀硫酸后，Fe溶解生成硫酸亚铁溶液，溶液通过蒸发浓缩后冷却结晶可得到绿矾晶体，不溶于酸的铜则可在通入氧气的条件下与硫酸反应生成胆矾，也可用浓硫酸和铜反应制取，但浓硫酸会产生污染气体二氧化硫．
（1）根据铝与碱反应生成偏铝酸钠和氢气；
（2）碳酸酸性比氢氧化铝强，向偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳可生成氢氧化铝沉淀，依据过滤实验基本操作分析所需仪器及所起作用；
（3）从环保和原料的利用率角度解答；
（4）从溶液中要析出晶体，采用冷却结晶法，然后过滤洗涤、干燥；铜和氧气和硫酸反应生成硫酸铜和水；
（5）a．加热温度过高，会导致硫酸铜分解，质量变化较大；
b．加热时胆矾晶体飞溅出来，会导致质量变化偏大；
c．加热后放在空气中冷却，会吸收空气中的水重新形成晶体，结果偏小；
d．所用坩埚事先未干燥（潮湿），会使水的含量较大，结果偏大．
（1）根据铝与碱反应生成偏铝酸钠和氢气；
（2）碳酸酸性比氢氧化铝强，向偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳可生成氢氧化铝沉淀，依据过滤实验基本操作分析所需仪器及所起作用；
（3）从环保和原料的利用率角度解答；
（4）从溶液中要析出晶体，采用冷却结晶法，然后过滤洗涤、干燥；铜和氧气和硫酸反应生成硫酸铜和水；
（5）a．加热温度过高，会导致硫酸铜分解，质量变化较大；
b．加热时胆矾晶体飞溅出来，会导致质量变化偏大；
c．加热后放在空气中冷却，会吸收空气中的水重新形成晶体，结果偏小；
d．所用坩埚事先未干燥（潮湿），会使水的含量较大，结果偏大．
解答：
解：（1）合金中铁、铜不和碱反应，铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，则离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，
故答案为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；
（2）铝、铁、铜的合金中只有金属铝可以和强碱反应生成偏铝酸钠和氢气，所以滤液A的成分是偏铝酸钠，可以和过量的二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠，实质为AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-，过滤用的器材有：漏斗、滤纸、铁架台、铁圈、烧杯和玻璃棒，其中玻璃仪器是漏斗、烧杯和玻璃棒，玻璃棒在过滤中起引流作用；故答案为：CO2；漏斗、烧杯；引流；
（3）途径③的反应：Cu+2H2SO4（浓）
CuSO4+SO2↑+2H2O，途径④的反应：2Cu+O2+2H2SO4（稀）
2CuSO4+2H2O，从反应方程式看出产生等量胆矾途径④消耗硫酸少，途径④不会产生污染大气的气体，故答案为：产生等量胆矾途径④消耗硫酸少；途径④不会产生污染大气的气体；
（4）制备胆矾应先将溶液加热浓缩、然后冷却结晶、过滤、干燥即可得到胆矾晶体，铜和氧气和酸反应生成硫酸铜和水：2Cu+2H2SO4+O2═2CuSO4+2H2O，改成离子反应为2Cu+O2+4H+=2Cu2++2H2O，故答案为：蒸发浓缩；过滤； 2Cu+O2+4H+=2Cu2++2H2O；
（5）a．加热温度过高，会导致硫酸铜分解，质量变化较大，导致结果偏大，故a正确；
b．加热时胆矾晶体飞溅出来，质量变化偏大，结果偏大，故b正确；
c．加热后放在空气中冷却，会吸收空气中的水重新形成晶体，结果偏小，故c错误；
d．所用坩埚事先未干燥（潮湿），会使水的含量增大，结果偏大，故d正确；
故答案为：abd．
故答案为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；
（2）铝、铁、铜的合金中只有金属铝可以和强碱反应生成偏铝酸钠和氢气，所以滤液A的成分是偏铝酸钠，可以和过量的二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠，实质为AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-，过滤用的器材有：漏斗、滤纸、铁架台、铁圈、烧杯和玻璃棒，其中玻璃仪器是漏斗、烧杯和玻璃棒，玻璃棒在过滤中起引流作用；故答案为：CO2；漏斗、烧杯；引流；
（3）途径③的反应：Cu+2H2SO4（浓）
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（4）制备胆矾应先将溶液加热浓缩、然后冷却结晶、过滤、干燥即可得到胆矾晶体，铜和氧气和酸反应生成硫酸铜和水：2Cu+2H2SO4+O2═2CuSO4+2H2O，改成离子反应为2Cu+O2+4H+=2Cu2++2H2O，故答案为：蒸发浓缩；过滤； 2Cu+O2+4H+=2Cu2++2H2O；
（5）a．加热温度过高，会导致硫酸铜分解，质量变化较大，导致结果偏大，故a正确；
b．加热时胆矾晶体飞溅出来，质量变化偏大，结果偏大，故b正确；
c．加热后放在空气中冷却，会吸收空气中的水重新形成晶体，结果偏小，故c错误；
d．所用坩埚事先未干燥（潮湿），会使水的含量增大，结果偏大，故d正确；
故答案为：abd．
点评：本题考查了物质的制备实验方案设计和评价，中等难度，评价实验要从原料的利用率、产品的纯度及对环境的影响等分析．
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相关题目
下列用来表示物质变化的方程式正确的是（ ）
| A、NaHS溶液的水解方程式：HS-+H2O?H3O++S2- | ||||
B、以金属Pt为阳极电解硫酸铜溶液：2Cu2++2H2O
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C、硫酸氢铵溶液与少量氢氧化钠溶液混合共热的离子方程式：NH4++OH-
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| D、强碱溶液中次氯酸钠与Fe（OH）3反应生成Na2FeO4的离子方程式：3ClO-+2Fe（OH）3=2FeO42-+3Cl-+H2O+H+ |
A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素．已知A原子的p轨道中有3个未成对电子，其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大．B 的基态原子占据两种形状的原子轨道，且两种形状轨道中的电子总数均相同，B位于元素周期表的s区．C元素原子的外围电子层排布式为nsn-1npn-1． D原子M能层为全充满状态，且最外层无成对电子，E为第四周期未成对电子数最多的元素．请回答下列问题：
）是一种限量使用的铁强化剂．
实验是化学研究的基础，关于下列各实验装置图的叙述中，正确的是（ ）、
| A、溶液上层无色，下层紫红色 |
| B、装置②可用于吸收HCl气体，并防止倒吸 |
| C、装置③可用于制取蒸馏水 |
| D、装置④b口进气可收集H2、CO2等气体 |