Question

某校化学兴趣小组为探索金属回收物的综合利用，专门设计实验用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的硫酸铝溶液、绿矾晶体（FeSO₄?7H₂O）和胆矾晶体（CuSO₄?5H₂O），其实验方案如下：
请回答下列问题：
（1）过滤用的玻璃仪器有

 

．
（2）写出由沉淀Ⅱ转化为硫酸铝溶液的离子方程式

 

；滤液C转化成沉淀Ⅱ时，硫酸的用量不易控制，可改用

 

．
（3）兴趣小组提出以下两种方案将滤渣B转化成胆矾晶体，你认为哪种方案更合适

 

．
①用浓硫酸与Cu在加热条件下反应生成硫酸铜
②在空气中加热铜生成氧化铜，氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜．
小组成员从资料中获知H₂O₂是一种绿色氧化剂，在滤渣B中加入稀硫酸和H₂O₂来制备胆矾晶体，则该反应的总化学方程式为

 

（4）有同学提出可将方案中最初溶解合金的硫酸改用烧碱，重新设计方案，也能最终制得三种物质，
你认为改进后的方案相对于原方案

 

（填“更合理”或“不合理”），理由是

 

．

Answer 1

考点：金属的回收与环境、资源保护

专题：几种重要的金属及其化合物

分析：（1）根据过滤实验用到的仪器来回答；
（2）合金与硫酸反应生成铝和铁的硫酸盐，滤渣为铜单质，滤液A与足量氢氧化钠反应，把铝盐转化为偏铝酸盐，氢氧化铁沉淀出来，故滤液C为偏铝酸钠，加入适量硫酸得氢氧化铝沉淀，据此得解；
（3）依据反应原理分析即可；根据铜、稀硫酸、双氧水的性质来判断反应的发生，并结合质量守恒定律写出该反应的化学方程式；
（4）根据实验中的酸和碱的量的情况来对比回答．

解答： 解：（1）过滤实验用到的仪器有：滤纸、铁架台、铁圈、烧杯、玻璃棒和漏斗，故答案为：烧杯、漏斗、玻璃棒；
（2）合金与硫酸反应生成硫酸铝，硫酸铝与足量氢氧化钠反应，硫酸铝转化为偏铝酸钠，加入适量硫酸，偏铝酸钠生成氢氧化铝沉淀，离子反应方程式为：Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O，此过程不易控制，故可改用向滤液中加入弱酸即通入足量的二氧化碳气体，
故答案为：Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O；向滤液中通入足量的二氧化碳气体；
（3）铜与浓硫酸反应生成有毒有污染的二氧化硫气体，若铜先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，该过程原料利用率高，所以途径②最佳，Cu中加入稀硫酸和H₂O₂可以制备胆矾晶体，反应方程式为：Cu+H₂SO₄+3H₂O+H₂O₂=CuSO₄?5H₂O，
故答案为：②；Cu+H₂SO₄+3H₂O+H₂O₂=CuSO₄?5H₂O；
（4）在实验原方案中，需要的是适量的酸，且步骤繁琐，这很难控制，改用烧碱，首先分离出来铝，然后加入硫酸，分离出铁，最后得铜的化合物，故比较合理，
故答案为：更合理； 原方案操作步骤多、时间长、消耗试剂量过大．

点评：本题是对物质的分离和提纯知识点的考查，题目难度不是很大，可以根据所学的知识进行．