Question

某废金属屑中主要成分为Cu、Fe、Al，还含有少量的铜锈[Cu₂（OH）₂CO₃]、少量的铁锈和少量的氧化铝，用上述废金属屑制取胆矾（CuSO₄·5H₂O）、无水AlCl₃和铁红的过程如下图所示：

（1）在废金属屑粉末中加入试剂A，生成气体1的反应的离子方程式是        。
（2）溶液2中含有的金属阳离子是       ；气体2的成分是        。
（3）溶液2转化为固体3的反应的离子方程式是                         。
（4）固体2制取CuSO₄溶液有多种。 如在固体2中加入稀H₂SO₄后，通入O₂并加热，使固体2全部溶解得CuSO₄溶液，反应的离子方程式是                  。
（5）溶液1转化为溶液4的一系列过程，不能简化为“向溶液1中+加试剂C→溶液4”，理由是               。
（6）直接加热AlCl₃·6H₂O不能得到无水AlCl₃。SOCl₂为无色液体，极易与水反应生成HCl和一种具有漂白性的气体。AlCl₃·6H₂O与SOCl₂混合加热制取无水AlCl₃，反应的化学方程式是                    。

Answer 1

  (1）2Al+2OH^-+2H₂O＝AlO₂^-+3H₂↑（1分）  (2)Fe²⁺ （2分） CO₂和H₂（2分）
(3）4Fe²⁺+8OH^-+O₂+2H₂O=4Fe(OH)₃↓（2分）  (4)2Cu+4H⁺+O₂=Cu²⁺+2H₂O（1分）
(5)若溶液4中将混有试剂A中的阳离子（如Na⁺等），而使AlCl₃溶液不纯净（2分）
（6）AlCl₃·6H₂O +6SOCl₂ =AlCl₃+12HCl+6SO₂↑（2分）

解析试题分析：（1）根据转化图可知，固体1最终生成胆矾和铁红，这说明固体1中含有铁和铜两种元素。所以试剂A应该是氢氧化钠溶液，则生成的气体应该是铝和氢氧化钠反应生成的氢气，反应的离子方程式是2Al+2OH^-+2H₂O＝AlO₂^-+3H₂↑。
（2）固体2最终得到胆矾，这说明固体2是铜，则试剂B不应该是碱液。根据气体2和氢氧化钠溶液反应又有气体1产生，这说明试剂B应该是硫酸，气体2中含有CO₂和氢气，而溶液2中含有亚铁离子。
（3）固体3是氢氧化铁，则溶液2转化为固体3的反应的离子方程式是4Fe²⁺+8OH^-+O₂+2H₂O＝4Fe(OH)₃↓。
（4）铜和稀硫酸不反应，但氧气能氧化单质铜生成氧化铜，进而生成硫酸铜，反应的方程式是2Cu+4H⁺+O₂＝Cu²⁺+2H₂O。
（5）溶液1中含有偏铝酸钠，试剂C是盐酸。如果向溶液1中+加试剂C→溶液4”，则溶液4中将混有试剂A中的阳离子（如Na⁺等），而使AlCl₃溶液不纯净。
（6）氯化铝水解，所以直接加热得不到氯化铝，需要在氯化氢的气氛中加热。SOCl₂为无色液体，极易与水反应生成HCl和一种具有漂白性的气体，所以根据原子守恒可知，该气体应该是二氧化氯，则反应的方程式是AlCl₃·6H₂O +6SOCl₂＝AlCl₃+12HCl+6SO₂↑。
考点：考查以废金属屑制取胆矾（CuSO₄·5H₂O）、无水AlCl₃和铁红的流程图的有关判断
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题综合性强，难易适中，侧重对学生基础知识的巩固与训练，同时也注重对学生答题能力的培养和方法指导，有利于培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力。该类试题是一类综合性较强的试题，如元素及化合物性质和社会生活，环境保护，化学计算等知识。它不仅可考察学生对化学知识的理解程度，更重要的是培养学生的综合分析能力和思维方法。