工业上用含有铝、铁、铜的合金工业废料制取纯净的氯化铝溶液，绿矾晶体FeSO4•7H2O和胆矾晶体CuSO4•5H2O，设计了如下方案：请回答相关问题：（1）写出合金溶于足量烧碱溶液时相关反应的

Question

工业上用含有铝、铁、铜的合金工业废料制取纯净的氯化铝溶液，绿矾晶体FeSO₄•7H₂O和胆矾晶体CuSO₄•5H₂O，设计了如下方案：

请回答相关问题：
（1）写出合金溶于足量烧碱溶液时相关反应的离子反应方程式：___．写出途径Ⅰ中相关反应的离子反应方程式：___．
（2）由滤液A得到AlCl₃溶液的途径有Ⅰ和Ⅱ两种，你认为合理的是途径（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）理由是___．
（3）H₂O₂是一种绿色氧化剂，应用十分广泛，在滤渣D中加入稀硫酸和H₂O₂来制备胆矾晶体是一种绿色工艺，写出稀硫酸和H₂O₂溶解滤渣D的离子反应方程式：___．
（4）如何在实验室从滤液C中获得绿矾晶体（写出主要的实验操作名称）___．

Answer 1

（1）合金溶于足量烧碱溶液时发生反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的离子方程式为：2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑，途径I中是过量氢氧化钠和盐酸发生反应生成氯化钠和水，反应的离子方程式为：H⁺+OH^-═H₂O，偏铝酸钠溶液和盐酸反应得到氯化铝、氯化钠的混合溶液，反应的离子方程式为：AlO₂^-+4H⁺═Al³⁺+2H₂O，
故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑；AlO₂^-+4H⁺═Al³⁺+2H₂O、H⁺+OH^-═H₂O；
（2）滤液A为偏铝酸钠溶液，滤渣B为铁和铜，由滤液A加入足量盐酸反应制取AlCl₃溶液，同时A中含有Na⁺，该途径是不行的，制取的AlCl₃中含有杂质；滤液A中通入足量二氧化碳和偏铝酸钠溶液反应生成氢氧化铝沉淀，过滤得到沉淀中加入足量盐酸加热通过途径Ⅱ得到氯化铝溶液，途径Ⅱ更合理，因为滤液A是NaAlO₂溶液，按途径Ⅰ直接向A加入盐酸得到的AlCl₃溶液中含有大量的NaCl杂质；按途径Ⅱ，通入CO₂气体，得Al（OH）₃ 沉淀，将Al（OH）₃溶解于盐酸中得到的是较纯净的AlCl₃溶液；
故答案为：Ⅱ；因为滤液A是NaAlO₂溶液，按途径Ⅰ直接向A加入盐酸得到的AlCl₃溶液中含有大量的NaCl杂质；按途径Ⅱ，通入CO₂气体，得Al（OH）₃ 沉淀，将Al（OH）₃溶解于盐酸中得到的是较纯净的AlCl₃溶液；
（3）H₂O₂是一种绿色氧化剂，在滤渣D中加入稀硫酸和H₂O₂来制备胆矾晶体，稀硫酸和H₂O₂溶解滤渣D的离子方程式为：Cu+H₂O₂+2H⁺═Cu²⁺+2H₂O，故答案为：Cu+H₂O₂+2H⁺═Cu²⁺+2H₂O；
（4）从滤液C中获得绿矾晶体，硫酸亚铁溶液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到晶体，
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶．