Question

某化學(xué)興趣小組用只含有鋁、鐵、銅的工業(yè)廢料制取純凈的氯化鋁溶液、綠礬晶體[FeSO₄?7H₂O]和膽礬晶體，以探索工業(yè)廢料的再利用．其實(shí)驗(yàn)方案如下：

回答下列問題：
（1）寫出合金與燒堿溶液反應(yīng)的離子方程式______．
（2）由濾液A制AlCl₃溶液的途徑有①和②兩種，途徑②中通入的某氣體其固態(tài)可用于人工降雨，則該氣體是______（填化學(xué)式），濾液A與過量的某氣體生成沉淀D的離子方程式為______．你認(rèn)為較合理的途徑是______（填①或②），理由是______．
（3）濾液E若放置在空氣中一段時(shí)間后，溶液中的陽離子除了Fe²⁺和H⁺外，還最可能存在的陽離子是______（用離子符號(hào)表示），檢測(cè)該離子的方法是______．
（4）用濾渣F通過兩種途徑制取膽礬，與途徑③相比，途徑④明顯具有的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)是______、______．
（5）途徑③發(fā)生的反應(yīng)中，體現(xiàn)了濃硫酸______性和______性．通過途徑④制取膽礬，必須進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作步驟：加硫酸、加熱通氧氣、過濾、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、______、自然干燥．其中途徑④發(fā)生的反應(yīng)為______（用一個(gè)離子方程式表示）．

Answer 1

解：（1）因鋁與堿反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，所以化學(xué)方程式為2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，
則離子方程式為2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（2）某氣體其固態(tài)可用于人工降雨，該氣體應(yīng)該為二氧化碳，二氧化碳的固態(tài)為干冰，干冰變成氣體時(shí)須從外界吸收熱量，致水蒸氣冷凝，能實(shí)現(xiàn)人工降雨，AlCl₃溶液中通入二氧化碳，碳酸的酸性比氫氧化鋁強(qiáng)，所以能反應(yīng)，且通過量的二氧化碳生成碳酸氫根離子，
故答案為：CO₂；AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；途徑②；途徑①會(huì)引入鹽酸，氯化鈉雜質(zhì)；
（3）濾液E的成分中的硫酸亞鐵中的二價(jià)鐵離子易被空氣中的氧氣氧化成三價(jià)鐵離子，檢驗(yàn)三價(jià)鐵離子的方法是用KSCN溶液，F(xiàn)e³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃血紅色，說明E中含有Fe³⁺，
故答案為：Fe³⁺；取濾液E少量于試管中，滴入2～3滴 KSCN溶液，若出現(xiàn)血紅色，則證明濾液E中含有Fe³⁺；
（4）途徑③的反應(yīng)：Cu+2H₂SO₄（濃） CuSO₄+SO₂↑+2H₂O
途徑④的反應(yīng)：2Cu+O₂+2H₂SO₄（�。� 2CuSO₄+2H₂O從反應(yīng)方程式看出產(chǎn)生等量膽礬途徑④消耗硫酸少，途徑④不會(huì)產(chǎn)生污染大氣的氣體，
故答案為：產(chǎn)生等量膽礬途徑④消耗硫酸少；途徑④不會(huì)產(chǎn)生污染大氣的氣體；
（5）途徑③的反應(yīng)：Cu+2H₂SO₄（濃） CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，從反應(yīng)方程式看出，硫酸中硫從+6價(jià)變?yōu)楫a(chǎn)物中的+4價(jià)硫，體現(xiàn)強(qiáng)氧化性，金屬和酸反應(yīng)，生成鹽，體現(xiàn)了硫酸的酸性，途徑④的反應(yīng)：2Cu+O₂+2H₂SO₄（稀） 2CuSO₄+2H₂O改成離子反應(yīng)為2Cu+O₂+4H⁺=2Cu²⁺+2H₂O，
故答案為：強(qiáng)氧化、酸；過濾； 2Cu+O₂+4H⁺=2Cu²⁺+2H₂O；
分析：（1）根據(jù)鋁與堿反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣；
（2）根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)結(jié)合框圖轉(zhuǎn)化關(guān)系和所得產(chǎn)品進(jìn)行解答；
（3）二價(jià)鐵易被空氣中的氧氣氧化成三價(jià)鐵離子，檢驗(yàn)三價(jià)鐵離子用KSCN溶液；
（4）從環(huán)保和原料的利用率角度解答；
（5）銅與濃硫酸反應(yīng)體現(xiàn)了濃硫酸的強(qiáng)氧化性和酸性，銅和氧氣和酸反應(yīng)生成銅離子；
點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了怎樣從工業(yè)廢料中制取純凈物，注意從框圖轉(zhuǎn)化中找出有用信息，利用有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行解答，難度中等．