Question

某學(xué)�；瘜W(xué)興趣小組為探索金屬回收物的綜合利用，專門設(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：
（1）小組成員經(jīng)過檢測，發(fā)現(xiàn)制得的綠礬不純，最可能的原因是

 

；要想由沉淀Ⅰ最終制得純度較高的綠礬，改進(jìn)方法是

 

（2）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)的離子方程式為

 

（3）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，也能制得這三種物質(zhì)，該方案比前一種方案相對(duì)更合理，原因是：

 

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Answer 1

考點(diǎn)：金屬的回收與環(huán)境、資源保護(hù)

專題：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濾得到濾液C為偏鋁酸鈉溶液，加入適量鹽酸過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）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溶液中加入過量鐵粉還原鐵離子過濾后溶液通過操作得到晶體；
（2）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；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)中的酸和堿的量的情況來對(duì)比回答．

解答： 解：（1）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溶液中加入過量鐵粉還原鐵離子為亞鐵離子，過濾得到溶液蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌得到綠礬晶體；
故答案為：反應(yīng)過程中部分二價(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)后過濾，取濾液蒸發(fā)結(jié)晶即可得綠礬；
（2）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)的離子方程式為：Cu+2H⁺+H₂O₂=Cu²⁺+2H₂O，
故答案為：Cu+2H⁺+H₂O₂=Cu²⁺+2H₂O；
（3）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：原方案操作步驟多、時(shí)間長、消耗試劑量過大．

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．