Question

1．用只含有铝、铁、铜的工业废料制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体（FeSO₄•7H₂O）和胆矾晶体，实验方案如下：

（1）写出废料与烧碱溶液反应的离子方程式：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
（2）由滤液A制AlCl₃溶液的途径有①和②两种，你认为较合理的途径及理由是：：②合理，途径②制得的氯化铝溶液纯度高；途径①制取的AlCl₃溶液中混有NaCl杂质．
（3）滤液E若放置在空气中一段时间后，溶液中的阳离子除了Fe²⁺和H⁺外，还可能存在Fe³⁺．
（4）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．
（5）途径④发生反应的化学方程式为：2Cu+2H₂SO₄+O₂═2CuSO₄+2H₂O．

Answer 1

分析 只含有铝、铁、铜的工业废料加入氢氧化钠溶解，只有铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，所以滤渣B为铁和铜，再经稀硫酸反应过滤的滤液E为氯化亚铁，进一步转化成绿矾，滤渣F为铜单质，途径③用铜与浓硫酸反应生成硫酸铜，途径④用稀硫酸与空气氧化铜生成硫酸铜，进一步转化成胆矾；滤液A则为偏铝酸钠溶液，加过量盐酸经途径①生成氯化铝溶液，而滤液A通足量气体C经途径②生成沉淀D，根据氢氧化铝只溶于强酸强碱，所以途径②中的气体为二氧化碳，沉淀D为氢氧化铝，与盐酸反应生成氯化铝溶液，
（1）根据铝与碱反应生成偏铝酸钠和氢气；
（2）根据物质的性质结合框图转化关系和所得产品进行解答；
（3）二价铁易被空气中的氧气氧化成三价铁离子；
（4）从环保和原料的利用率角度解答；
（5）铜和氧气和酸反应生成硫酸铜和水；

解答 解：（1）因铝与碱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）途径①发生反应：NaAlO₂+4HCl=AlCl₃↓+NaCl+2H₂O，会引入盐酸，氯化钠杂质；
故答案为：②合理，途径②制得的氯化铝溶液纯度高；途径①制取的AlCl₃溶液中混有NaCl杂质；
（3）滤液E的成分中的二价铁离子易被空气中的氧气氧化成三价铁离子，
故答案为：Fe³⁺；
（4）途径③的反应：Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，途径④的反应：2Cu+O₂+2H₂SO₄（稀）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$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；
（5）铜和氧气和酸反应生成硫酸铜和水：2Cu+2H₂SO₄+O₂═2CuSO₄+2H₂O，
故答案为：2Cu+2H₂SO₄+O₂═2CuSO₄+2H₂O；

点评 本题主要考查了从工业废料中制取纯净物，注意从框图转化中找出有用信息，利用有关的化学反应进行解答，难度中等．