Question

某化学兴趣小组用含铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体和胆矾晶体，以探索工业废料的再利用。其实验方案如下图所示：

试回答下列问题：
(1)过滤时用的器材已有：滤纸、铁架台、铁圈和烧杯，还要补充的玻璃仪器是________。
(2)由滤液A制AlCl₃溶液有途径Ⅰ和Ⅱ两条，你认为合理的是________，理由是_____________________________。
(3)从滤液E中得到绿矾晶体的实验操作是________。
(4)写出用滤渣F制备胆矾晶体的化学方程式_______________________。
(5)有同学提出可将方案中最初用于溶解合金的烧碱改为盐酸，重新设计方案，也能制得这三种物质，你认为后者的方案是否合理？________，理由是________________________________________________。

Answer 1

(1)漏斗、玻璃棒
(2)途径Ⅱ　因为滤液A是NaAlO₂溶液，按途径Ⅰ直接向A加入盐酸得到的AlCl₃中含有大量的NaCl杂质；按途径Ⅱ通入C(CO₂)气体，得到D[Al(OH)₃]沉淀，将Al(OH)₃溶于盐酸中得到的是纯净的AlCl₃溶液，所以途径Ⅱ更合理
(3)蒸发浓缩，冷却结晶
(4)2Cu＋O₂2CuO
CuO＋H₂SO₄=CuSO₄＋H₂O
CuSO₄＋5H₂O=CuSO₄·5H₂O
(5)不合理　该方案不符合实验方案设计的简约性原则，操作步骤多，消耗试剂量大，时间长

(1)过滤需要漏斗、玻璃棒。(2)制AlCl₃溶液途径Ⅱ合理，因为滤液A是NaAlO₂溶液，加足量盐酸会生成NaCl杂质。(3)绿矾是FeSO₄·7H₂O，需浓溶液冷却结晶才能含结晶水。(4)需三步反应：2Cu＋O₂2CuO，CuO＋H₂SO₄=CuSO₄＋H₂O，CuSO₄＋5H₂O=CuSO₄·5H₂O，(5)先用盐酸溶解会步骤多，且浪费药品。