题目内容
（12分）为探索工业废料的再利用，某化学兴趣小组设计了如下实验流程，用含有铝、铁和铜的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)和胆矾晶体。
请回答：
（1）写出步骤Ⅰ反应的离子方程式： 。
（2）试剂X是 。步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均需进行的实验操作是 。
（3）进行步骤Ⅱ时，该小组用如下图所示装置及试剂制取CO2并将制得的气体通入溶液A中。一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少。为了避免固体C减少，可采取的改进措施是 。
（4）用固体F制备CuSO4溶液，可设计以下三种途径：
写出途径①中反应的离子方程式 ，请选出你认为的最佳途径并说明选择的理由 。
（12分）
（1）2Al+2OH—+2H2O=2AlO2－+3H2↑
（2）稀硫酸或H2SO4 过滤
（3）在装置a、b之间增加一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶
（4）3Cu+2NO3－+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O
途径②最佳，理由是原料利用率高，环境污染小
【解析】
试题分析：（1）合金中的Al与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为2Al+2OH—+2H2O=2AlO2－+3H2↑；
（2）固体B中含有Fe、Cu，根据流程图可知，将Fe、Cu分离的物质X应是非氧化性酸类，且得到硫酸盐，所以X是硫酸；步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均存在将固体与液体分离的操作，所以均需进行的实验操作是过滤；
（3）因为浓盐酸易挥发，产生的二氧化碳气体中含HCl，与生成的氢氧化铝沉淀反应，导致沉淀量减少，所以应除去，选择饱和碳酸氢钠溶液，在装置a、b之间增加一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶，可除去二氧化碳中的氯化氢；
（4）固体F是Cu，与稀硝酸反应生成硫酸铜、NO、水，离子方程式为3Cu+2NO3－+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O；途径①与③中都有NO或二氧化硫有毒气体产生，污染空气，且消耗酸的量多，所以途径②最佳，发生的反应是2Cu+O2+ 2H2SO4 
2CuSO4+2H2O ，原料利用率高，环境污染小。
考点：考查金属的化学性质，实验操作的判断，离子方程式的书写，对流程的分析
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cZ(g)的影响,以X和Y物质的量之比为a∶b开始反应,通过实验得到不同条件下达到平衡时Z的物质的量分数,实验结果如下图所示。