Question

为探索工业废料的再利用，某化学兴趣小组设计了如下左图实验方案，用含有铝、铁和铜的合金制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO₄·7H₂O)和胆矾晶体。

请回答：
（1）步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均需进行的实验操作是        ，该操作中除用到烧杯和玻璃棒外，还必须用到的玻璃仪器有         。
（2）溶液A中的离子主要有Na^＋、OH^－、       ；试剂X是             。
（3）进行步骤Ⅱ时，该小组用如上右图所示装置及试剂将制得的CO₂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逐渐减少，其原因是(用离子方程式表示)                  ；为了避免固体C减少，改进的措施是在装置Ⅰ、Ⅱ之间增加一个盛有饱和         溶液的洗气瓶。
（4）从溶液E中获得绿矾晶体的实验操作依次为（填操作名称）        、冷却结晶、过滤洗涤。

Answer 1

（1）过滤   漏斗     （2）AlO₂^-   稀硫酸
（3）Al(OH)₃＋3H^＋＝Al^3＋＋3H₂O     NaHCO₃      （4）蒸发、浓缩

试题分析：（1）根据流程图可知，步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均得到滤液和固体，这说明都需进行的实验操作是过滤。在过滤操作中除用到烧杯和玻璃棒外，还必须用到的玻璃仪器是漏斗。
（2）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的成分是偏铝酸钠和过量的氢氧化钠，因此含有的离子是Na^＋、OH^－、AlO₂^-；铜不能和稀硫酸反应，铁可以和硫酸反应，所以滤液F是硫酸亚铁和稀硫酸的混合液，滤渣F是金属铜，Cu中加入稀硫酸和H₂O₂可以制备胆矾晶体，反应方程式为Cu+H₂SO₄+3H₂O+H₂O₂＝CuSO₄?5H₂O。
（3）应用浓盐酸易挥发，所以生成的CO₂气体中含有氯化氢气体，氢氧化铝可以溶解在盐酸中，因此固体C逐渐减少，反应的离子方程式为Al(OH)₃＋3H^＋＝Al^3＋＋3H₂O；为了避免固体C减少，就必须除去CO₂气体中混有的氯化氢气体，所以改进的措施是在装置Ⅰ、Ⅱ之间增加一个盛有饱和NaHCO₃溶液的洗气瓶。
（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。