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年10月11日，在“曲一线3·2化学高中教研交流群”中有位同学询问一道化学题，见群中无人回应，于是我在行程闲暇之际便作了详细解答。现将分析解答过程分析于此，欢迎广大同仁指正！“铝-铁-铜合金可与某未知试剂生成气体和溶液，则常见的该试剂是酸或碱。铝和NaOH溶液能生成Na[Al(OH)4]和H2；铝或铁与稀盐酸或稀硫酸反应也可以生成对应的盐溶液和H2，不过这里的酸是无氧化性的酸；还有一类是具有强氧化性的酸，即合金与HNO3或浓H2SO4反应，生成对应盐溶液和氮氧化物（NO2或NO）或SO2。题目中说该气体可以被O2氧化生成另一种气体。在该条件下被氧气氧化生成另一种气体的该气体，可以是NO、CO。在这里注明一点，H2与O2反应的产物是水，SO2被氧气氧化为SO3，在常温状态下水和SO3都是液体，标准状况下，SO3是固体。所以题目中的气体A只能是NO气体，气体C是NO2，那么溶液B只能是三种金属的硝酸盐溶液。这里额外说明一下，实验室做实验真正比较常用的氧化性酸是稀HNO3，浓HNO3浓度比较大，不经济、不节约，所以不用；浓H2SO4的话，安全系数比较低，不安全。产物有毒，那就更不安全了。所以，也可据此推断该未知试剂是稀HNO3。接下来注意一点，再加入NaOH溶液后，流程图开始了分叉。上线的最终产物是AlCl3，代指铝元素的转化；下线的最终产物是胆矾，代指铜元素的转化；至于铁元素的转化在哪一条线上，我们根据信息分析。随后滴加NaOH溶液，金属铝离子会转化为[Al(OH)4]-，而Fe3+和Cu2+会转化为氢氧化物沉淀（即Fe(OH)3与Cu(OH)2）。滤渣便是Fe(OH)3与Cu(OH)2的混合沉淀，滤液便是Na[Al(OH)4]溶液。这说明铜元素和铁元素的转化都在下线，但是我们最终得到的产物是胆矾，所以我们必须要分离铁元素。在这里，我们先开始分析下线：沉淀转化为溶液，一般要加酸，这里加的是稀H2SO4，使其转化为Fe2(SO4)3和CuSO4溶液，即滤液H。再加入试剂③后，铜元素和铁元素完成了分离。在这里，Cu2+和Fe3+的分离是利用的是氢氧化物沉淀法（或者说是水解法），即利用Cu(OH)2与Fe(OH)3的Ksp值的不同。一般认为，Fe3+在pH值等于5时已经沉淀完全，所以大大小小的考试屡考不厌的一道题是，溶液呈中性时，溶液中一定不存在Al3+和Fe3+。但Cu2+大概要到溶液呈碱性的时候才开始沉淀，所以在操作时要控制好pH值，不能使溶液呈碱性。可以加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3或Cu2(OH)2CO3等沉淀剂，减小溶液的酸性使Fe3+沉淀，但是不能加入NaOH溶液和氨水，一是会引入杂质，二是减小溶液酸性的同时也会增大溶液的碱性，使Cu2+沉淀为Cu(OH)2，也会使最终胆矾晶体产率降低。胆矾晶体的取得步骤就是CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤干燥。不过这里为什么用乙醇来洗呢？因为硫酸铜晶体在水中的溶解度大，但在乙醇中的溶解度小，用乙醇来洗可以减小硫酸铜晶体已经溶解而造成的损失，又可以达到洗涤目的。在这里提到一点，蒸发时不能蒸干，只能是冷却结晶，因为蒸干的硫酸铜的结晶水就会失去，如果严重了，也会导致CuSO4分解为CuO和SO3气体。其实CuSO4的制备流程也可以参考课本实验“硫酸亚铁铵的制备”，这个也是比较常见的实验必备知识。接下来我们再来分析上线，Na[Al(OH)4]转化为Al(OH)3沉淀的办法一般是通入CO2，因为CO2对应的酸是弱酸H2CO3，实际上Al(OH)3还有个别名叫做铝酸，因为Al(OH)3是两性氢氧化物和“强酸制弱酸”原理，H2CO3肯定要比铝酸（Al(OH)3）酸性要强，因为碳的非金属性比铝强嘛！所以Al(OH)3就被沉淀出来了。在[Al(OH)4]-转化为Al(OH)3的这一步反应中，CO2少量或者过量都可将[Al(OH)4]-转化为Al(OH)3，少量时产物是CO32-和Al(OH)3，过量时，产物是HCO3-和Al(OH)3。在Al(OH)3沉淀出来后，过滤，加入过量盐酸就可以制备AlCl3溶液。”综上，本人评价：这道题虽然基础却包含了高中化学实验常见知识与物质分离的工艺流程基础知识，重要性不可小觑！预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇