Question

某校化學(xué)興趣小組為探索金屬回收物的綜合利用，專門設(shè)計實(shí)驗(yàn)用含有鋁、鐵、銅的合金制取純凈的硫酸鋁溶液、綠礬晶體（FeSO₄?7H₂O）和膽礬晶體（CuSO₄?5H₂O），其實(shí)驗(yàn)方案如下：
請回答下列問題：
（1）過濾用的玻璃儀器有

 

．
（2）寫出由沉淀Ⅱ轉(zhuǎn)化為硫酸鋁溶液的離子方程式

 

；濾液C轉(zhuǎn)化成沉淀Ⅱ時，硫酸的用量不易控制，可改用

 

．
（3）興趣小組提出以下兩種方案將濾渣B轉(zhuǎn)化成膽礬晶體，你認(rèn)為哪種方案更合適

 

．
①用濃硫酸與Cu在加熱條件下反應(yīng)生成硫酸銅
②在空氣中加熱銅生成氧化銅，氧化銅與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅．
小組成員從資料中獲知H₂O₂是一種綠色氧化劑，在濾渣B中加入稀硫酸和H₂O₂來制備膽礬晶體，則該反應(yīng)的總化學(xué)方程式為

 

（4）有同學(xué)提出可將方案中最初溶解合金的硫酸改用燒堿，重新設(shè)計方案，也能最終制得三種物質(zhì)，
你認(rèn)為改進(jìn)后的方案相對于原方案

 

（填“更合理”或“不合理”），理由是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：金屬的回收與環(huán)境、資源保護(hù)

專題：幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）根據(jù)過濾實(shí)驗(yàn)用到的儀器來回答；
（2）合金與硫酸反應(yīng)生成鋁和鐵的硫酸鹽，濾渣為銅單質(zhì)，濾液A與足量氫氧化鈉反應(yīng)，把鋁鹽轉(zhuǎn)化為偏鋁酸鹽，氫氧化鐵沉淀出來，故濾液C為偏鋁酸鈉，加入適量硫酸得氫氧化鋁沉淀，據(jù)此得解；
（3）依據(jù)反應(yīng)原理分析即可；根據(jù)銅、稀硫酸、雙氧水的性質(zhì)來判斷反應(yīng)的發(fā)生，并結(jié)合質(zhì)量守恒定律寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)中的酸和堿的量的情況來對比回答．

解答： 解：（1）過濾實(shí)驗(yàn)用到的儀器有：濾紙、鐵架臺、鐵圈、燒杯、玻璃棒和漏斗，故答案為：燒杯、漏斗、玻璃棒；
（2）合金與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁，硫酸鋁與足量氫氧化鈉反應(yīng)，硫酸鋁轉(zhuǎn)化為偏鋁酸鈉，加入適量硫酸，偏鋁酸鈉生成氫氧化鋁沉淀，離子反應(yīng)方程式為：Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O，此過程不易控制，故可改用向?yàn)V液中加入弱酸即通入足量的二氧化碳?xì)怏w，
故答案為：Al（OH）₃+3H⁺═Al³⁺+3H₂O；向?yàn)V液中通入足量的二氧化碳?xì)怏w；
（3）銅與濃硫酸反應(yīng)生成有毒有污染的二氧化硫氣體，若銅先和氧氣反應(yīng)生成氧化銅，然后氧化銅會和硫酸反應(yīng)生成硫酸銅，不會產(chǎn)生污染大氣的氣體，該過程原料利用率高，所以途徑②最佳，Cu中加入稀硫酸和H₂O₂可以制備膽礬晶體，反應(yīng)方程式為：Cu+H₂SO₄+3H₂O+H₂O₂=CuSO₄?5H₂O，
故答案為：②；Cu+H₂SO₄+3H₂O+H₂O₂=CuSO₄?5H₂O；
（4）在實(shí)驗(yàn)原方案中，需要的是適量的酸，且步驟繁瑣，這很難控制，改用燒堿，首先分離出來鋁，然后加入硫酸，分離出鐵，最后得銅的化合物，故比較合理，
故答案為：更合理； 原方案操作步驟多、時間長、消耗試劑量過大．

點(diǎn)評：本題是對物質(zhì)的分離和提純知識點(diǎn)的考查，題目難度不是很大，可以根據(jù)所學(xué)的知識進(jìn)行．