Question

兴趣小组的同学在开展“废物利用、减少污染”的活动中，取某工厂合金废料（含铝、铁、铜）进行如下实验：

兴趣小组的同学在开展“废物利用、减少污染”的活动中，取某工厂合金废料（含铝、铁、铜）进行如下实验：（1）固体A的成分是______；在生成偏铝酸钠（NaAlO2）的同时，还生成了一种可燃性气体，该气体可能是______．（2）请写出氢氧化铝沉淀与稀盐酸反应的化学方程式为______．（3）操作II的名称是______，此操作中玻璃棒的作用是______．（4）固体B充分灼烧时发生反应的化学方程式为2Cu+O2 △ . 2CuO2Cu+O2 △ . 2CuO．该反应属于______（填基本反应类型）反应．（5）图中由偏铝酸钠（NaAlO2）制备三氯化铝溶液有两种途径，你认为合理的制备途径是______（填：“Ⅰ”或“Ⅱ”）．

Answer 1

合金与过量氢氧化钠反应，由于金属与氢氧化钠是否反应很多教材中不会提及，所以本题通过给出NaAlO₂，表明只有铝与氢氧化钠反应，且生成了NaAlO₂和题目提到的可燃性气体，推测应该是氢气．加入过量的氢氧化钠的目的是让铝完全反应掉．
  NaAlO₂和盐酸反应生成氯化铝，由于有剩余的氢氧化钠溶液，所以是氢氧化钠和NaAlO₂与盐酸的反应，均是在溶液中进行，导致得到的氯化铝中含有杂质．而NaAlO₂和二氧化碳反应得到氢氧化铝沉淀，经过滤、洗涤后，氢氧化铝不再含有盐类杂质，加入适量盐酸后，沉淀溶解，所以得到的氯化铝较为纯净．故途径II更合适．
  合金与过量的氢氧化钠反应后得到的固体是铁和铜的混合物（固体A）．加入足量的稀硫酸后，能与之反应的只有铁，所以生成了硫酸亚铁和氢气（无色气体E），硫酸亚铁进入了滤液，而不反应的铜进入了滤渣（固体B），所以固体B为铜．铜单质经加热灼烧后生成黑色的固体氧化铜（固体C），加入硫酸后得到硫酸铜蓝色溶液（溶液D）．
（1）合金与氢氧化钠反应后生成NaAlO₂，说明铁和铜与氢氧化钠不反应，且氢氧化钠是过量的，所以铝不会有剩余．故剩余固体应该是铁和铜．铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠（NaAlO₂）的同时，还生成了一种可燃性气体，则该气体一定是氢气．
（2）氢氧化铝是碱，而盐酸是酸，两者发生的反应是酸碱中和反应，生成盐和水．Al（OH）₃+3HCl═AlCl₃+3H₂O
（3）从操作II的结果可以看出，分为滤液和固体，所以应该是固液分离过程，为过滤．过滤操作中，玻璃棒的作用是引流，防止液体发生迸溅．
（4）固体铜在灼烧过程中是与空气中的氧气发生反应生成氧化铜，其对应的方程式为2Cu+O₂ 

△   .

 2CuO，是两种物质变成一种物质，其反应类型为化合反应．
（5）NaAlO₂和盐酸反应生成氯化铝，由于有剩余的氢氧化钠溶液，所以是氢氧化钠和NaAlO₂与盐酸的反应，均是在溶液中进行，导致得到的氯化铝中含有杂质．而NaAlO₂和二氧化碳反应得到氢氧化铝沉淀，经过滤、洗涤后，氢氧化铝不再含有盐类杂质，加入适量盐酸后，沉淀溶解，所以得到的氯化铝较为纯净．故途径II更合适．
故答案为：（1）铁、铜    氢气；（2）Al（OH）₃+3HCl═AlCl₃+3H₂O；（3）过滤    引流；（4）2Cu+O₂ 

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 2CuO     化合；（5）Ⅱ