Question

20．某课外小组探索利用废合金（含有铝、铁、铜）粉末制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体和胆矾晶体，其实验方案如图：

试回答下列问题：
（1）所加试剂①、②分别是氢氧化钠溶液、稀硫酸．
（2）操作①的名称为过滤，所用的仪器除铁架台、铁圈和烧杯，还需要的用品有漏斗、玻璃棒、滤纸．
（3）写出A→D反应离子方程式AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．
（4）滤液E经蒸发浓缩、冷却结晶得绿矾晶体，然后再经过滤、洗涤、干燥即得成品．洗涤时，下列试剂最好选用c．
a．稀H₂SO₄    b．蒸馏水    c．酒精    d．NaOH溶液
（5）由滤渣F制CuSO₄溶液有途径I和途径Ⅱ两种，你认为最佳途径是途径Ⅱ，理由是途径Ⅰ消耗硫酸量多，且产生二氧化硫污染环境．

Answer 1

分析 根据题中各物质转化关系，滤渣B经过系列变化最终得到绿矾和胆矾，所以滤渣B中含有铜和铁，D与盐酸反应生成氯化铝，则D为氢氧化铝，所以滤液A中含有铝元素，所以实验流程为：废合金（含有铝、铁、铜）粉末中加入足量烧碱溶液，只有铝与其反应而溶解，过滤后得滤渣B的成分为铁和铜，滤液A为偏铝酸钠溶液；滤液A中通入过量的二氧化碳气体，得氢氧化铝沉淀，滤渣B中加入稀硫酸，过滤得滤液E为硫酸化亚铁溶液，将硫酸亚铁溶液经蒸发浓缩、冷却结晶得绿矾晶体，然后再经过滤、用酒精洗涤、干燥即得成品，用酒精洗涤可以减少硫酸亚铁的溶解而损失，同时容易干燥，滤渣F为铜，途径Ⅰ为铜与足量的浓硫酸生成硫酸铜，同时会生成二氧化硫气体，途径Ⅱ为铜与氧气反应生成氧化铜，氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜，所以途径Ⅱ中硫酸利用率高且没有污染，据此答题．

解答 解：根据题中各物质转化关系，滤渣B经过系列变化最终得到绿矾和胆矾，所以滤渣B中含有铜和铁，D与盐酸反应生成氯化铝，则D为氢氧化铝，所以滤液A中含有铝元素，所以实验流程为：废合金（含有铝、铁、铜）粉末中加入足量烧碱溶液，只有铝与其反应而溶解，过滤后得滤渣B的成分为铁和铜，滤液A为偏铝酸钠溶液；滤液A中通入过量的二氧化碳气体，得氢氧化铝沉淀，滤渣B中加入稀硫酸，过滤得滤液E为硫酸化亚铁溶液，将硫酸亚铁溶液经蒸发浓缩、冷却结晶得绿矾晶体，然后再经过滤、用酒精洗涤、干燥即得成品，用酒精洗涤可以减少硫酸亚铁的溶解而损失，同时容易干燥，滤渣F为铜，途径Ⅰ为铜与足量的浓硫酸生成硫酸铜，同时会生成二氧化硫气体，途径Ⅱ为铜与氧气反应生成氧化铜，氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜，所以途径Ⅱ中硫酸利用率高且没有污染，
（1）根据上面的分析可知，试剂①为氢氧化钠溶液，试剂②为稀硫酸，
故答案为：氢氧化钠溶液；稀硫酸；
（2）操作①的名称为过滤，所用的仪器除铁架台、铁圈和烧杯，还需要的用品有漏斗、玻璃棒、滤纸，
故答案为：过滤；漏斗、玻璃棒、滤纸；
（3）A→D为偏铝酸钠溶液与过量的二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠，反应的离子方程式为AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案为：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（4）硫酸亚铁溶液经蒸发浓缩、冷却结晶得绿矾晶体，然后再经过滤、洗涤、干燥即得成品，用酒精洗涤可以减少硫酸亚铁的溶解而损失，同时容易干燥，所以洗涤时用酒精洗涤，故选c，
故答案为：冷却结晶；c；
（5）由上面分析可知，由滤渣F制CuSO₄溶液最好用途径Ⅱ，因为途径Ⅰ消耗硫酸量多，且产生二氧化硫污染环境，
故答案为：途径Ⅱ；途径Ⅰ消耗硫酸量多，且产生二氧化硫污染环境．

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．