Question

8．為探索工業(yè)含鋁、鐵、銅合金廢料的再利用，某同學設計的回收利用方案如圖：

（1）合金與足量氫氧化鈉溶液反應的離子方程式是2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
（2）由濾液A制取溶液F的兩種途徑中，途徑2更合理，理由是途徑2制得的氯化鋁溶液純度高
途徑1制取的AlCl₃溶液中混有NaCl雜質．
（3）若要從濾液D中得到綠礬晶體，必須進行的實驗操作步驟是：蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、自然干燥．
（4）若由濾渣E得到含Cu²⁺的溶液，試劑Y可能是A（填字母）．
A．稀硝酸    B．濃硫酸    C．濃鹽酸    D．稀硫酸
寫出一個由濾渣E得到含Cu²⁺溶液的化學方程式3Cu+8HNO₃═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O．

Answer 1

分析 含有鋁、鐵、銅的工業(yè)廢料加入氫氧化鈉溶解，只有鋁與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，所以濾渣B為鐵和銅，再經(jīng)稀硫酸反應過濾的濾液D為硫酸亞鐵，進一步轉化成綠礬，濾渣E為銅單質，用銅與稀硝酸反應生成含銅離子溶液；濾液A則為偏鋁酸鈉溶液，加過量鹽酸經(jīng)途徑1生成氯化鋁溶液，而濾液A通足量二氧化碳經(jīng)途徑2生成沉淀C，沉淀C為氫氧化鋁，與鹽酸反應生成氯化鋁溶液．
（1）根據(jù)以上分析，合金廢料含鋁、鐵、銅，其中只有鋁與足量氫氧化鈉溶液反應；
（2）根據(jù)物質的性質結合框圖轉化關系和所得產品進行解答；
（3）因為綠礬晶體是結晶水合物，所以要從濾液D中得到綠礬晶體，不能直接蒸干，必須進行的實驗操作步驟是：蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、自然干燥；
（4）經(jīng)分析濾渣E的成分應當是銅，要得到含Cu²⁺的溶液，試劑Y必須能和銅反應生成Cu²⁺即可．

解答 解：含有鋁、鐵、銅的工業(yè)廢料加入氫氧化鈉溶解，只有鋁與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，所以濾渣B為鐵和銅，再經(jīng)稀硫酸反應過濾的濾液D為硫酸亞鐵，進一步轉化成綠礬，濾渣E為銅單質，用銅與稀硝酸反應生成含銅離子溶液；濾液A則為偏鋁酸鈉溶液，加過量鹽酸經(jīng)途徑1生成氯化鋁溶液，而濾液A通足量二氧化碳經(jīng)途徑2生成沉淀C，沉淀C為氫氧化鋁，與鹽酸反應生成氯化鋁溶液．
（1）根據(jù)以上分析，合金廢料含鋁、鐵、銅，其中只有鋁與足量氫氧化鈉溶液反應，離子方程式是2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（2）途徑1發(fā)生反應：NaAlO₂+4HCl=AlCl₃+NaCl+2H₂O，會引入鹽酸，氯化鈉雜質，途徑2制得的氯化鋁溶液純度高，
故答案為：2，途徑2制得的氯化鋁溶液純度高；途徑1制取的AlCl₃溶液中混有NaCl雜質；
（3）因為綠礬晶體是結晶水合物，所以要從濾液D中得到綠礬晶體，不能直接蒸干，必須進行的實驗操作步驟是：蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、自然干燥，
故答案為：蒸發(fā)濃縮；
（4）經(jīng)分析濾渣E的成分應當是銅，要得到含Cu²⁺的溶液，試劑Y必須具有強氧化性能和銅反應生成Cu²⁺，濃硫酸與銅要在加熱的條件下才反應，就只有稀硝酸符合，反應方程式為3Cu+8HNO₃═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，
故答案為：A；3Cu+8HNO₃═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O．

點評 本題主要考查了從工業(yè)廢料中制取純凈物，注意從框圖轉化中找出有用信息，利用有關的化學反應進行解答，側重于學生的分析能力、實驗能力的考查，為高考常見題型，注意把握實驗的操作原理和步驟，難度中等．