Question

17．某化学兴趣小组用铝、铁合金（含某种不溶于酸和碱的惰性杂质）制取纯净的氯化铝溶液与绿矾晶体，以探索工业废料的再利用．甲同学设计的实验方案如下：

试回答下列问题：
（1）由沉淀B是氢氧化亚铁．
（2）甲同学设计的方案中，由滤液C出发，有两种方法制备纯净的氯化铝溶液．你认为该采用方法②，原因是因为方法①中得到的AlCl₃溶液中含有大量的氯化钠杂质，方法②得到的是纯净的AlCl₃溶液．写出方法②中得到沉淀D的化学方程式：NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃．
（3）写出合金在烧碱中发生的化学方程式：2NaOH+2Al+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑．

Answer 1

分析 铝、铁合金（含某种不溶于酸和碱的惰性杂质）的合金加入足量盐酸溶解，过滤，得到滤液A为氯化铝、氯化亚铁，加入足量氢氧化钠溶液过滤得到滤液C为偏铝酸钠溶液，和沉淀B为氢氧化亚铁，氢氧化亚铁和硫酸反应可得硫酸亚铁溶液，进而获得硫酸亚铁晶体，滤液C中加入足量的盐酸氯化铝溶液，滤液C中通入二氧化碳生成沉淀D为氢氧化铝，氢氧化铝中加入盐酸也生成氯化铝溶液，据此答题．

解答 解：铝、铁合金（含某种不溶于酸和碱的惰性杂质）的合金加入足量盐酸溶解，过滤，得到滤液A为氯化铝、氯化亚铁，加入足量氢氧化钠溶液过滤得到滤液C为偏铝酸钠溶液，和沉淀B为氢氧化亚铁，氢氧化亚铁和硫酸反应可得硫酸亚铁溶液，进而获得硫酸亚铁晶体，滤液C中加入足量的盐酸氯化铝溶液，滤液C中通入二氧化碳生成沉淀D为氢氧化铝，氢氧化铝中加入盐酸也生成氯化铝溶液，
（1）根据上面的分析可知，沉淀B为氢氧化亚铁，
故答案为：氢氧化亚铁；
（2）方法①偏铝酸钠和过量的盐酸反应生成氯化铝和氯化钠的混合物，而方法②向偏铝酸钠中通入足量的二氧化碳，会得到纯净的氢氧化铝沉淀，再用盐酸溶解，所得溶液的成分只有氯化铝，所以方法②更合理，方法②中偏铝酸钠和过量的二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠，反应的方程式为：NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃，
故答案为：②；因为方法①中得到的AlCl₃溶液中含有大量的氯化钠杂质，方法②得到的是纯净的AlCl₃溶液；NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃；
（3）铝、铁合金在烧碱中铝和氢氧化钠反应，铁不反应，反应的化学方程式为2NaOH+2Al+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，
故答案为：2NaOH+2Al+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑．

点评 本题考查物质的制备，为高考常见题型，题目涉及实验方案的分析、化学方程的书写、物质的分离和提纯等知识，难度中等，充分考查了学生分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力．