Question

為探索工業廢料的再利用，某化學興趣小組設計了如下左圖實驗方案，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。

請回答：
（1）步驟Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均需進行的實驗操作是        ，該操作中除用到燒杯和玻璃棒外，還必須用到的玻璃儀器有         。
（2）溶液A中的離子主要有Na^＋、OH^－、       ；試劑X是             。
（3）進行步驟Ⅱ時，該小組用如上右圖所示裝置及試劑將制得的CO₂氣體通入溶液A中。一段時間后，
觀察到燒杯中產生的白色沉淀逐漸減少，其原因是(用離子方程式表示)                  ；為了避免固體C減少，改進的措施是在裝置Ⅰ、Ⅱ之間增加一個盛有飽和         溶液的洗氣瓶。
（4）從溶液E中獲得綠礬晶體的實驗操作依次為（填操作名稱）        、冷卻結晶、過濾洗滌。

Answer 1

（1）過濾   漏斗     （2）AlO₂^-   稀硫酸
（3）Al(OH)₃＋3H^＋＝Al^3＋＋3H₂O     NaHCO₃      （4）蒸發、濃縮

試題分析：（1）根據流程圖可知，步驟Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均得到濾液和固體，這說明都需進行的實驗操作是過濾。在過濾操作中除用到燒杯和玻璃棒外，還必須用到的玻璃儀器是漏斗。
（2）鋁、鐵、銅的合金中只有金屬鋁可以和強堿反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，所以濾液A的成分是偏鋁酸鈉和過量的氫氧化鈉，因此含有的離子是Na^＋、OH^－、AlO₂^-；銅不能和稀硫酸反應，鐵可以和硫酸反應，所以濾液F是硫酸亞鐵和稀硫酸的混合液，濾渣F是金屬銅，Cu中加入稀硫酸和H₂O₂可以制備膽礬晶體，反應方程式為Cu+H₂SO₄+3H₂O+H₂O₂＝CuSO₄?5H₂O。
（3）應用濃鹽酸易揮發，所以生成的CO₂氣體中含有氯化氫氣體，氫氧化鋁可以溶解在鹽酸中，因此固體C逐漸減少，反應的離子方程式為Al(OH)₃＋3H^＋＝Al^3＋＋3H₂O；為了避免固體C減少，就必須除去CO₂氣體中混有的氯化氫氣體，所以改進的措施是在裝置Ⅰ、Ⅱ之間增加一個盛有飽和NaHCO₃溶液的洗氣瓶。
（4）將混合液來制備綠礬時應先將溶液加熱濃縮、然后冷卻結晶，即可得到綠礬。