Question

5．某工廠的廢金屬屑中主要成分為Cu、Fe和Al，此外還含有少量Al₂O₃和Fe₂O₃，為探索工業(yè)廢料的再利用，某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)流程，用該廠的合金廢料制取氯化鋁、綠礬晶體（FeSO₄•7H₂O）和膽礬晶體．請(qǐng)回答：

請(qǐng)回答：
（1）寫出步驟Ⅰ反應(yīng)的離子方程式：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑、Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O；
（2）試劑X是稀硫酸（填名稱），溶液D的溶質(zhì)是NaHCO₃（填化學(xué)式）．

Answer 1

分析 金屬鐵和金屬銅不與氫氧化鈉反應(yīng)，鋁可與氫氧化鈉反應(yīng)，用含有鋁、鐵和銅的合金制取氯化鋁、綠礬晶體（FeSO₄•7H₂O）和膽礬晶體流程為：合金中鋁、氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)，所得濾液A為NaAlO₂溶液，經(jīng)途徑Ⅱ與足量二氧化碳發(fā)生AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，反應(yīng)可生成氫氧化鋁固體C，生成的氫氧化鋁再和鹽酸反應(yīng)生成AlCl₃，得到的AlCl₃較純凈；溶液D為碳酸氫鈉溶液；
濾渣B為Fe和Cu的化合物，加入足量稀硫酸，得到的濾液E為FeSO₄，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶可得到綠礬，濾渣F為Cu，可用于制備膽礬，以此解答該題．

解答 解：金屬鐵和金屬銅不與氫氧化鈉反應(yīng)，鋁可與氫氧化鈉反應(yīng)，用含有鋁、鐵和銅的合金制取氯化鋁、綠礬晶體（FeSO₄•7H₂O）和膽礬晶體流程為：合金中鋁、氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)，所得濾液A為NaAlO₂溶液，經(jīng)途徑Ⅱ與足量二氧化碳發(fā)生AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，反應(yīng)可生成氫氧化鋁固體C，生成的氫氧化鋁再和鹽酸反應(yīng)生成AlCl₃，得到的AlCl₃較純凈；溶液D為碳酸氫鈉溶液；
濾渣B為Fe和Cu的化合物，加入足量稀硫酸，得到的濾液E為FeSO₄，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶可得到綠礬，濾渣F為Cu，可用于制備膽礬，
（1）合金中鋁、氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)，所得濾液A為NaAlO₂溶液，反應(yīng)的離子方程式為2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑、Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑、Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O．
（2）金屬鐵和金屬銅不與氫氧化鈉反應(yīng)，金屬銅和稀硫酸之間不反應(yīng)，但是金屬鐵可以和稀硫酸之間反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，進(jìn)而制的綠礬晶體，所以試劑X為稀硫酸；溶液D為碳酸氫鈉溶液，
故答案為：稀硫酸；NaHCO₃．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備方案的設(shè)計(jì)，題目難度中等，明確工藝流程原理是解答本題的關(guān)鍵，注意掌握物質(zhì)制備方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)原則，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>