Question

某化学兴趣小组用含铝、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．其实验过程如下：

（1）合金与足量烧碱反应的离子方程式

 

．
（2）由滤液A制AlCl₃溶液的途径有两条（如图1所示），你认为合理的途径是

 

，理由是

 

．
（3）下表是绿矾的溶解度表：（单位克）

温度（℃）	10	20	30	40	50
溶解度	36	48	60	73	87

从滤液E中得到绿矾晶体的实验操作为蒸发浓缩、

 

、过滤．此步骤中过滤要采用抽滤，与一般过滤相比抽滤的主要优点是

 

．但过滤氢氧化铝沉淀却不能采用抽滤，原因可能是

 

．若抽滤装置如图2所示，该装置中的错误之处是

 

；抽滤完毕或中途需停止抽滤时，应先

 

，然后

 

（4）在滤渣B中加入稀硫酸，即使在常温下反应也非常快，你认为最主要的原因是

 

．
（5）该小组某成员听说大部分化妆品中均有甘油，只用上面涉及的物质，能否验证某化妆品中是否含有甘油？

 

 （能或不能）．若能，验证是否含甘油的现象是

 

．

Answer 1

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．若三种金属先与酸反应，则Fe和Al均会消耗酸，另外还有将Fe²⁺与Al³⁺分离，加入过量的碱，因此步骤更多．
（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）从滤液E中得到绿矾晶体的实验操作是蒸发浓缩，冷却结晶过滤洗涤；优点是①过滤速度快②得到的固体比较干燥；过滤氢氧化铝沉淀却不能采用抽滤，原因可能是氢氧化铝沉淀属胶状固体，易堵塞布氏漏斗；图2中的两处错误为布氏漏斗的斜面应朝向吸滤瓶的支管口，安全瓶内应短管进长管出；吸滤完毕时，应先拆下连接抽气泵间的橡皮管，然后关闭水龙头，其原因是防止倒吸；
（4）从构成原电池的条件来分析；
（5）根据用新制备的氢氧化铜悬浊液检验甘油的方法来判断．

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）从滤液E中得到绿矾晶体的实验操作是蒸发浓缩，冷却结晶过滤洗涤；优点是①过滤速度快②得到的固体比较干燥；过滤氢氧化铝沉淀却不能采用抽滤，原因可能是氢氧化铝沉淀属胶状固体，易堵塞布氏漏斗；图2中的两处错误为布氏漏斗的斜面应朝向吸滤瓶的支管口，安全瓶内应短管进长管出；吸滤完毕时，应先拆下连接抽气泵间的橡皮管，然后关闭水龙头，其原因是防止倒吸；
故答案为：冷却结晶；①过滤速度快②得到的固体比较干燥；氢氧化铝沉淀属胶状固体，易堵塞布氏漏斗；布氏漏斗的斜面应朝向吸滤瓶的支管口，安全瓶内应短管进长管出；拆下连接抽气泵间的橡皮管；关闭水龙头；
（4）滤渣B中加入稀硫酸，刚好构成铜-铁-酸构成原电池反应，反应速度快，故答案为：铜-铁-酸构成原电池反应，反应速度快；
（5）用新制备的氢氧化铜悬浊液检验甘油，若出现绛蓝色，则说明有甘油存在；故答案为：能；在少量样品中加入新制备的氢氧化铜悬浊液，若出现绛蓝色，则说明有甘油存在．

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