Question

某學(xué)校化學(xué)興趣小組為探索金屬回收物的綜合利用，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)用含有鋁、鐵、銅的合金制取純凈的氯化鋁溶液、綠礬晶體（FeSO₄?7H₂O）和膽礬晶體（CuSO₄?5H₂O），其實(shí)驗(yàn)方案如下：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）過(guò)濾用的玻璃儀器有

 

．
（2）小組成員經(jīng)過(guò)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)制得的綠礬不純，試分析原因：

 

，要想由沉淀I最終制得純度較高的綠礬，應(yīng)如何改進(jìn)：

 

．
（3）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可以使B溶解，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（4）有同學(xué)提出可將方案中最初溶解合金的鹽酸改用燒堿，重新設(shè)計(jì)方案，也能最終制得三種物質(zhì)，你認(rèn)為后者方案相對(duì)于前者方案

 

 （填“更合理”或“不合理”），理由是

 

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Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：合金鋁、鐵、銅加入足量鹽酸溶解后過(guò)濾，得到濾液A為氯化鋁、氯化亞鐵，加入足量氫氧化鈉溶液過(guò)濾得到濾液C為偏鋁酸鈉溶液，加入適量鹽酸過(guò)濾得到氫氧化鋁沉淀加入鹽酸溶解生成氯化鋁溶液；沉淀Ⅰ為氫氧化亞鐵，加入硫酸生成硫酸亞鐵溶液D蒸發(fā)結(jié)晶得到綠礬晶體；
（1）根據(jù)過(guò)濾實(shí)驗(yàn)用到的儀器來(lái)回答；
（2）制得的綠礬不純，部分亞鐵離子被氧化為鐵離子，要想由沉淀I最終制得純度較高的綠礬，需要向D溶液中加入過(guò)量鐵粉還原鐵離子過(guò)濾后溶液通過(guò)操作得到晶體；
（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(lái)判斷反應(yīng)的發(fā)生，并結(jié)合質(zhì)量守恒定律寫(xiě)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(lái)對(duì)比回答．

解答： 解：（1）過(guò)濾實(shí)驗(yàn)用到的儀器有：濾紙、鐵架臺(tái)、鐵圈、燒杯、玻璃棒和漏斗，故答案為：燒杯、漏斗、玻璃棒；
（2）發(fā)現(xiàn)制得的綠礬不純，是因?yàn)閬嗚F離子被氧化為鐵離子，要想由沉淀I最終制得純度較高的綠礬，需要向D溶液中加入過(guò)量鐵粉還原鐵離子為亞鐵離子，過(guò)濾得到溶液蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾洗滌得到綠礬晶體；
故答案為：反應(yīng)過(guò)程中部分二價(jià)鐵轉(zhuǎn)化成了三價(jià)鐵，向溶液D中加入足量鐵粉，反應(yīng)后過(guò)濾，取濾液蒸發(fā)結(jié)晶即可得綠礬；
（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(huì)和硫酸反應(yīng)生成硫酸銅，不會(huì)產(chǎn)生污染大氣的氣體，該過(guò)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+H₂O₂=CuSO₄+2H₂O，
故答案為：Cu+H₂SO₄+H₂O₂=CuSO₄+2H₂O；
（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(lái)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(shí)間長(zhǎng)、消耗試劑量過(guò)大；

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