Question

9．化学工业生产上容易产生工业“三废”，'变废为宝，探索利用是化学必需要完成的．某工厂的工此废料中含有铜、铝、铁，可利用其制备CuSO₄•5H₂O、Fe SO₄•7H₂O和AlCl₃过程如图：

（1）将AlCl₃溶液蒸干并灼烧，得到的产物是Al₂O₃．
（2）写出A→C的化学方程式：NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃．
（3）检验滤液D中的金属阳离子的方法：取少量D溶液于试管中，滴加KSCN溶液，无现象，再滴加新制氯水，溶液变成血红色，有Fe²⁺存在．
（4）写出E→CuSO₄的化学方程式：2Cu+2H₂SO₄+O₂=2CuSO₄+2H₂O．
（5）写出废料与烧碱反应的离子方程式：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
（6）取少量滤液D，向其中加入双氧水，现象为：溶液变为黄色．
（7）用CuSO₄溶液作粗铜的精炼液，阴极上发生的电极反应式为：Cu²⁺+2e^-=Cu．
（8）钠和铝都是活泼金属，写出工此生产钠的化学方程式：2NaCl$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑．

Answer 1

分析 含有铝、铁、铜的合金加入氢氧化钠溶解，只有铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，所以滤渣B为铁和铜，再经稀硫酸反应过滤的滤液为氯化亚铁，进一步转化成绿矾，滤渣F为铜单质，进一步转化成胆矾；滤液A则为偏铝酸钠溶液，加过量盐酸经途径Ⅰ生成氯化铝溶液，而滤液A通足量气体C经途径Ⅱ生成沉淀D，根据氢氧化铝只溶于强酸强碱，所以气体C为二氧化碳，沉淀D为氢氧化铝，与盐酸反应生成氯化铝溶液，
（1）铝离子水解生成氢氧化铝和氢离子，溶液显示酸性，氢氧化铝受热分解生成氧化铝和水．
（2）A→C的反应就是偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳的反应；
（3）滤液D为氯化亚铁溶液，检验Fe²⁺的试剂是KSCN溶液和新制氯水；
（4）滤渣F为铜单质，转化成胆矾的方法是在滤渣F中加入硫酸再通入热空气反应成CuSO₄溶液；
（5）废料中有Al，Al为两性元素；
（6）滤液D为氯化亚铁溶液，加入双氧水将把Fe²⁺氧化为Fe³⁺；
（7）用CuSO₄溶液作粗铜的精炼液，阴极上发生的电极反应式为还原反应；
（8）钠是活泼金属，工业上生产钠是用电解熔融的NaCl可得Na．

解答 解：（1）氯化铝溶液中，铝离子水解生成氢氧化铝和氢离子，导致溶液显示酸性，实质是：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，把AlCl₃溶液蒸干灼烧，水解平衡向右移动，生成氢氧化铝，同时盐酸挥发，最后得到的主要固体产物是氢氧化铝，受热分解生成氧化铝和水，
故答案为：Al₂O₃；
（2）偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳的反应：NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+NaHCO₃；
故答案为：NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al （OH）₃↓+NaHCO₃；
（3）滤液D为氯化亚铁溶液，检验Fe²⁺的方法是：取少量D溶液于试管中，滴加KSCN溶液，无现象，再滴加新制氯水，溶液变成血红色，有Fe ²⁺存在．
故答案为：取少量D溶液于试管中，滴加KSCN溶液，无现象，再滴加新制氯水，溶液变成血红色，有Fe ²⁺存在；
（4）滤渣F为铜单质，转化成胆矾的方法是在滤渣F中加入硫酸再通入热空气反应成CuSO₄溶液，化学方程式为2Cu+2 H₂SO₄+O₂=2CuSO₄+2 H₂O；
故答案为：2Cu+2 H₂SO₄+O₂=2CuSO₄+2 H₂O；
（5）废料中有Al，Al为两性元素，Al溶于NaOH溶液的离子方程式为2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（6）滤液D为氯化亚铁溶液，加入双氧水将把Fe²⁺氧化为Fe³⁺，故溶液由浅绿色变为黄色，
故答案为：溶液变为黄色；
（7）用CuSO₄溶液作粗铜的精炼液，阴极上发生的电极反应式为还原反应，Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案为：Cu²⁺+2e^-=Cu；
（8）工业上生产钠是用电解熔融的NaCl可得Na：2NaCl$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑，
故答案为：2NaCl$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Na+Cl₂↑．

点评 本题主要考查了从工业废料中制取纯净物，注意从框图转化中找出有用信息，利用有关的化学反应进行解答，难度中等．