Question

某学校化学兴趣小组为探索金属回收物的综合利用，专门设计实验用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体（FeSO₄?7H2O）和胆矾晶体（CuSO₄?5H₂O），其实验方案如图：
方案一：

试回答下列问题：
（1）过滤用的器材已有：滤纸、铁架台、铁圈、烧杯和漏斗，还要补充的玻璃仪器是

玻璃棒

．
（2）由滤液A制得AlCl₃溶液有途径Ⅰ和Ⅱ两条，你认为合理的是

Ⅱ

，理由是

按途径I直接向A加入盐酸得到的AlCl₃溶液中含有大量的NaCl杂质

．
（3）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、洗涤、干燥

．
（4）写出用滤渣F制备胆矾晶体的化学方程式

2Cu+O₂+2H₂SO₄=2CuSO₄+2H₂O

，

CuSO₄+5H₂O=CuSO₄?5H₂O

．
方案二：

请回答下列问题：
（5）写出由滤液C到沉淀Ⅱ的离子方程式

H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓

．
（6）小组成员经过检测，发现制得的绿矾不纯，试分析原因

亚铁离子易被氧化为三价铁离子

，小组成员检测制得的绿矾不纯所用试剂为

KSCN溶液

．
（7）方案一和方案二，你认为哪种方案相对

方案一

更合理，理由是

酸的量的控制上没有过高的要求，只需过量即可，但是方案二中，适量的酸没法控制

．

Answer 1

分析：（1）根据过滤实验用到的仪器来回答；
（2）根据反应所得产物的组成来选择合适的制取方案；
（3）根据溶液来得到晶体来分析实验操作；
（4）根据铜、稀硫酸的性质来判断反应的发生，并结合质量守恒定律写出该反应的化学方程式；
（5）偏铝酸钠可以和少量的盐酸反应生成氢氧化铝；
（6）亚铁离子易被氧化为三价铁离子，硫氰酸钾遇到三价铁离子显示红色；
（7）根据实验中的酸和碱的量的情况来对比回答．

解答：解：（1）过滤实验用到的仪器有：滤纸、铁架台、铁圈、烧杯、玻璃棒和漏斗，故答案为：玻璃棒；
（2）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，
故答案为：；途径Ⅱ更合理；因为按途径I直接向A加入盐酸得到的AlCl₃溶液中含有大量的NaCl杂质；
（3）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，将析出的固体洗涤、干燥，即可得到绿矾，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤、干燥；
（4）铜不能和稀硫酸反应，但是当加热并通入空气之后，铜和氧气反应生成氧化铜，然后氧化铜会和硫酸反应生成硫酸铜，硫酸铜溶液是蓝色的，由于各反应物是混合接触在一起的，这两个反应是同时进行的，所以氧化铜没机会单独的存在，故我们可以认为反应物为氧气、铜和硫酸，而生成物为硫酸铜和水，
故可以写出该反应的化学方程式2Cu+O₂+2H₂SO₄=2CuSO₄+2H₂O；CuSO₄+5H₂O=CuSO₄?5H₂O，
故答案为：2Cu+O₂+2H₂SO₄=2CuSO₄+2H₂O；CuSO₄+5H₂O=CuSO₄?5H₂O；
（5）偏铝酸钠和盐酸反应的实质是：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓，故答案为：H₂O+AlO₂^-+H⁺=Al（OH）₃↓；
（6）因为硫酸亚铁中的亚铁离子易被氧化为三价铁离子，会导致绿矾晶体不纯，三价铁的检验用硫氰酸钾溶液，会变红色，故答案为：亚铁离子易被氧化为三价铁离子；KSCN溶液；
（6）在实验方案一中，酸的量的控制上没有过高的要求，只需过量即可，但是方案二中，需要的是适量的酸，这很难控，故答案为：方案一；酸的量的控制上没有过高的要求，只需过量即可，但是方案二中，适量的酸没法控制．

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．