Question

【題目】某工廠的廢金屬屑中主要成分為Cu、Fe和Al，此外還含有少量Al2O3和Fe2O3，為探索工業廢料的再利用，某化學興趣小組設計了如下實驗流程，用該工廠的合金廢料制取氯化鋁、綠礬晶體（FeSO4·7H2O）和膽礬晶體（CuSO4·5H2O）。

請回答：

（1）步驟Ⅰ中，發生的氧化還原反應的離子方程式為___，涉及到的分離操作是___。

（2）試劑X是___；溶液D是___。

（3）溶液E在空氣中易被氧化，請設計一個簡單的實驗方案檢驗溶液E是否被氧化___。

（4）在步驟Ⅱ時，若用大理石與濃鹽酸制取CO2并直接通入溶液A中，一段時間后，觀察到燒杯中產生的白色沉淀會逐漸減少。為避免固體C減少，可采取的改進措施是___。

（5）工業上常用溶液E制取凈水劑Na2FeO4，流程如圖：

寫出由Fe(OH)3制取Na2FeO4的離子方程式___。（已知NaClO還原為NaCl）

Answer 1

【答案】2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ 過濾 稀硫酸（或稀H2SO4；或硫酸） NaHCO3溶液（或碳酸氫鈉溶液） 取少量E溶液于試管中，滴入幾滴硫氰化鉀溶液，若溶液變為血紅色，則說明E溶液已被氧化，反之，則未被氧化 在通入CO2之前增加一個盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶，除去HCl氣體 2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O

【解析】

Cu、Fe和Al，少量Al2O3和Fe2O3，氫氧化鈉與Al、Al2O3反應，而Cu、Fe和Fe2O3不反應，過濾得到濾渣為Cu、Fe和Fe2O3，濾液為偏鋁酸鈉溶液和氫氧化鈉溶液，向濾液中通入過量二氧化碳反應生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉溶液，過濾，向沉淀中加入鹽酸生成氯化鋁溶液，最終得到氯化鋁固體；向濾渣為Cu、Fe和Fe2O3中加入稀硫酸，生成硫酸亞鐵，最終得到綠礬，過濾得到Cu，Cu與氧氣、硫酸反應得到硫酸銅。

⑴步驟Ⅰ中，發生的氧化還原反應的是鋁和氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，其離子方程式為2Al+2OH－+2H2O=2AlO2－+3H2↑，Fe、Cu、Fe2O3不和氫氧化鈉溶液反應，因此涉及到的分離操作是過濾；故答案為：2Al+2OH－+2H2O=2AlO2－+3H2↑；過濾。

⑵將Fe、Cu中Fe溶于溶液中生成硫酸亞鐵，因此試劑X是硫酸；溶液A為偏鋁酸鈉溶液，向溶液中通入過量二氧化碳，反應生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉溶液，因此D是碳酸氫鈉；故答案為：稀硫酸(或稀H2SO4；或硫酸)；NaHCO3溶液(或碳酸氫鈉溶液)。

⑶溶液E在空氣中易被氧化，亞鐵離子被氧化生成鐵離子，鐵離子常用KSCN溶液來檢驗，因此簡單的實驗方案檢驗溶液E是否被氧化的實驗為取少量E溶液于試管中，滴入幾滴硫氰化鉀溶液，若溶液變為血紅色，則說明E溶液已被氧化，反之，則未被氧化；故答案為：取少量E溶液于試管中，滴入幾滴硫氰化鉀溶液，若溶液變為血紅色，則說明E溶液已被氧化，反之，則未被氧化。

⑷在步驟Ⅱ時，若用大理石與濃鹽酸制取CO2并直接通入溶液A中，一段時間后，觀察到燒杯中產生的白色沉淀會逐漸減少，減少的主要原因是濃鹽酸易揮發，揮發出的HCl與沉淀反應，為避免固體C減少，先用飽和碳酸氫鈉溶液除掉揮發的HCl，再通入CO2；故答案為：在通入CO2之前增加一個盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶，除去HCl氣體；故答案為：在通入CO2之前增加一個盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶，除去HCl氣體。

⑸Fe(OH)3與NaClO反應生成NaCl和Na2FeO4，其制取Na2FeO4的離子方程式2Fe(OH)3+3ClO－+4OH－ = 2FeO42+3Cl－+5H2O；故答案為：2Fe(OH)3+3ClO－+4OH－ = 2FeO42+3Cl－+5H2O。