题目内容
某科研小组用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体和胆矾晶体，其工艺流程如下：
试回答下列问题：
（1）过滤用的器材已有：滤纸、铁架台、铁圈、烧杯和玻璃棒，还要补充的玻璃仪器是 ．
（2）如何用实验证明沉淀D已洗涤干净 ．
（3）由滤液A制得AlCl3溶液有途径I和Ⅱ两条，你认为合理的是 （填写途径I或Ⅱ）；请写出途径Ⅱ得到沉淀D的离子方程式 （气体C过量）．
（4）从滤液E中得到绿矾晶体的实验操作是蒸发浓缩、 、过滤．
（5）有成员提出可将方案中最初溶解合金的烧碱改用盐酸，重新设计方案，但前者的方案更合理，理由是 ．
A．后者消耗的酸和碱更多 B．后者难以实现物质分离
C．前者制得的产物更纯净 D．前者操作步骤更少，方案简单．
试回答下列问题：
（1）过滤用的器材已有：滤纸、铁架台、铁圈、烧杯和玻璃棒，还要补充的玻璃仪器是
（2）如何用实验证明沉淀D已洗涤干净
（3）由滤液A制得AlCl3溶液有途径I和Ⅱ两条，你认为合理的是
（4）从滤液E中得到绿矾晶体的实验操作是蒸发浓缩、
（5）有成员提出可将方案中最初溶解合金的烧碱改用盐酸，重新设计方案，但前者的方案更合理，理由是
A．后者消耗的酸和碱更多 B．后者难以实现物质分离
C．前者制得的产物更纯净 D．前者操作步骤更少，方案简单．
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）依据过滤实验基本操作分析所需仪器；
（2）分析流程可知生成氢氧化铝沉淀表面胡有碳酸氢钠溶液，可以检验是否加酸反应生成气体判断；
（3）根据反应所得产物的组成来选择合适的制取方案；
（4）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；
（5）依据酸碱的量对比分析．
（1）依据过滤实验基本操作分析所需仪器；
（2）分析流程可知生成氢氧化铝沉淀表面胡有碳酸氢钠溶液，可以检验是否加酸反应生成气体判断；
（3）根据反应所得产物的组成来选择合适的制取方案；
（4）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；
（5）依据酸碱的量对比分析．
解答：
解：（1）过滤用的器材已有：滤纸、铁架台、铁圈、烧杯和玻璃棒，还要补充的玻璃仪器是漏斗，故答案为：漏斗；
（2）分析流程可知生成氢氧化铝沉淀表面胡有碳酸氢钠溶液，可以检验是否加酸反应生成气体设计实验，取适量最后一次洗涤液于试管，滴加盐酸，如有气泡产生就说明没有洗净，否则就说明洗净，
故答案为：取适量最后一次洗涤液于试管，滴加盐酸，如有气泡产生就说明没有洗净，否则就说明洗净；
（3）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-，偏铝酸钠和过量的盐酸反应生成氯化铝和氯化钠的混合物，而向偏铝酸钠中通入足量的二氧化碳，会得到纯净的氢氧化铝沉淀，再用盐酸溶解，所得溶液的成分只有氯化铝；因为滤液A是偏铝酸钠和氢氧化钠溶液，按途径I直接向A中加入盐酸得到的AlCl3溶液中含有大量的氯化钠杂质；按途径II通入二氧化碳气体，得Al（OH）3沉淀，将Al（OH）3溶解于盐酸中得到的是纯净的AlCl3溶液，
故答案为：Ⅱ；AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-；
（4）将混合液来制备绿矾时应先将溶液加热浓缩、然后冷却结晶，即可得到绿矾，故答案为：冷却结晶；
（5）在实验方案前者，酸的量的控制上没有过高的要求，只需过量即可，操作步骤更少，方案简单，但是后者方案，需要的是适量的酸，这很难控，不合理，该方案操作步骤多、时间长，消耗试剂量大，故答案为：AD．
（2）分析流程可知生成氢氧化铝沉淀表面胡有碳酸氢钠溶液，可以检验是否加酸反应生成气体设计实验，取适量最后一次洗涤液于试管，滴加盐酸，如有气泡产生就说明没有洗净，否则就说明洗净，
故答案为：取适量最后一次洗涤液于试管，滴加盐酸，如有气泡产生就说明没有洗净，否则就说明洗净；
（3）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-，偏铝酸钠和过量的盐酸反应生成氯化铝和氯化钠的混合物，而向偏铝酸钠中通入足量的二氧化碳，会得到纯净的氢氧化铝沉淀，再用盐酸溶解，所得溶液的成分只有氯化铝；因为滤液A是偏铝酸钠和氢氧化钠溶液，按途径I直接向A中加入盐酸得到的AlCl3溶液中含有大量的氯化钠杂质；按途径II通入二氧化碳气体，得Al（OH）3沉淀，将Al（OH）3溶解于盐酸中得到的是纯净的AlCl3溶液，
故答案为：Ⅱ；AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-；
（4）将混合液来制备绿矾时应先将溶液加热浓缩、然后冷却结晶，即可得到绿矾，故答案为：冷却结晶；
（5）在实验方案前者，酸的量的控制上没有过高的要求，只需过量即可，操作步骤更少，方案简单，但是后者方案，需要的是适量的酸，这很难控，不合理，该方案操作步骤多、时间长，消耗试剂量大，故答案为：AD．
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．
练习册系列答案
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下列实验基本操作中，正确的是（ ）
A、 |
B、 |
C、 |
D、 |
，
．的分子式为