某学校化学兴趣小组为探索金属回收物的综合利用.专门设计实验用含有铝.铁.铜的合金制取纯净的氯化铝溶液.绿矾晶体(FeSO4·7H2O)和胆矾晶体(CuSO4·5H2O).其实验方案如下:请回答下列问题:(1)过滤用的玻璃仪器有 .(2)小组成员经过检测.发现制得的绿矾不纯.试分析原因: .要想由沉淀I最终制得纯度较高的绿矾.应如何改进: .(3 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

某学校化学兴趣小组为探索金属回收物的综合利用，专门设计实验用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体（FeSO₄·7H₂O）和胆矾晶体（CuSO₄·5H₂O），其实验方案如下：

请回答下列问题：
（1）过滤用的玻璃仪器有________。
（2）小组成员经过检测，发现制得的绿矾不纯，试分析原因：________________________，要想由沉淀I最终制得纯度较高的绿矾，应如何改进：______________________。
（3）小组成员从资料中获知H₂O₂是一种绿色氧化剂，在滤渣B中加入稀硫酸和H₂O₂可以使B溶解，则该反应的化学方程式为______________________。
（4）有同学提出可将方案中最初溶解合金的盐酸改用烧碱，重新设计方案，也能最终制得三种物质，你认为后者方案相对于前者方案________（填“更合理” 或“不合理”），理由是__________。

（1）烧杯、漏斗、玻璃棒
（2）反应过程中部分二价铁转化成了三价铁　向溶液D中加入足量铁粉，反应后过滤，取滤液蒸发结晶即可得绿矾
（3）Cu＋H₂O₂＋H₂SO₄=CuSO₄＋2H₂O
（4）更合理　因为前一种方案操作步骤多、时间长、消耗试剂量过大

解析

练习册系列答案

相关题目

三氯化铁是合成草酸铁的重要原料。
⑴利用工业FeCl₃制取纯净的草酸铁晶体[Fe₂(C₂O₄)₃·5H₂O]的实验流程如下图所示：

①为抑制FeCl₃水解，溶液X为     。
②上述流程中FeCl₃能被异丙醚萃取，其原因是     ；检验萃取、分液后所得水层中是否含有Fe³^＋的方法是     。
③所得Fe₂(C₂O₄)₃·5H₂O需用冰水洗涤，其目的是     。
④为测定所得草酸铁晶体的纯度，实验室称取a g样品，加硫酸酸化，用KMnO₄标准溶液滴定生成的H₂C₂O₄，KMnO₄标准溶液应置于如图所示仪器     （填“甲”或“乙”）中。下列情况会造成实验测得Fe₂(C₂O₄)₃·5H₂O含量偏低的是     。

a．盛放KMnO₄的滴定管水洗后未用标准液润洗
b．滴定管滴定前尖嘴部分有气泡，滴定后消失
c．滴定前仰视读数，滴定后俯视读数
⑵某研究性学习小组欲从蚀刻镀铜电路板所得废液（溶质为FeCl₂、CuCl₂、FeCl₃）出发，制备单质铜和无水FeCl₃，再由FeCl₃合成Fe₂(C₂O₄)₃·5H₂O。请补充完整由蚀刻废液制备单质铜和无水FeCl₃的实验步骤（可选用的试剂：铁粉、盐酸、NaOH溶液和H₂O₂溶液）：向废液中加入足量铁粉，充分反应后过滤；     ；调节溶液pH，将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤干燥得FeCl₃·6H₂O；     ，得到无水FeCl₃。

铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl₃可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
（1）写出FeCl₃溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式。

（2）若将（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。
正极反应负极反应。
（3）腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu²^＋、Fe³^＋和Fe²^＋的浓度均为
0.10mol·L^－1，请参照下表给出的数据和药品，简述除去CuCl₂溶液中Fe³^＋和Fe²^＋的实验步骤。

	氢氧化物开始沉淀时的pH	氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe³^＋ Fe²^＋ Cu²^＋	1.9 7.0 4.7	3.2 9.0 6.7
提供的药品：Cl₂ 浓H₂SO₄ NaOH溶液 CuO Cu

（4）某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢，但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从上表提供的药品中选择两种（水可任选），设计最佳实验，验证劣质不锈钢易被腐蚀。
有关反应的化学方程式
劣质不锈钢腐蚀的实验现象

I “套管实验”是将一支较小的玻璃仪器装入另外一个玻璃仪器中，经组装来完成原来需要更多仪器进行的实验。因其具有许多优点，被广泛应用于化学实验中，如图实验为“套管实验”，小试管内塞有沾有无水硫酸铜粉末的棉花球。请观察实验装置，分析实验原理，回答下列问题：

（1）该实验的目的是_____________________
（2）实验开始前微热试管，说明装置不漏气的现象是
（3）一段时间后结束实验，待装置冷却，取出小试管中固体溶于水，然后滴加1mol/L盐酸，产生CO₂的量与盐酸的量的关系如图所示。其中合理的是________________

II燃料电池是一种连续的将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电池。氢气、烃、肼、甲醇等液体或气体，均可以作燃料电池的燃料。请回答下列问题：
（1）以甲烷和氧气为原料，氢氧化钠溶液为电解质溶液构成电池。写出其正极反应式
（2）以上述电池为电源，石墨为电极电解1L0. 1mol/L的氯化钾溶液。回答下列问题：
写出电解总反应的离子方程式

（3）室温时，电解一段时间后，取25mL上述电解后溶液，滴加0.2mol/L醋酸，加入醋酸的体积与溶液的pH的关系如图所示（不考虑能量损失和气体溶于水，溶液体积变化忽略不计）
①计算消耗标准状况下甲烷        mL
②若图中的B点pH=7，则酸碱恰好完全反应的点在       区间（填“AB”、“BC”或“CD”）
③AB区间溶液中各离子浓度大小关系中可能正确的是
A． c(K⁺)＞c(OH^－)＞c (CH₃COO^－) ＞c(H⁺)
B． c(K⁺)＞c(CH₃COO^－)＞c(OH^－) ＞c(H⁺)
C． c(K⁺)＞c(CH₃COO^－)=c(OH^－) ＞c(H⁺)

氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为MgCO₃，含少量FeCO₃)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：

(1)MgCO₃与稀硫酸反应的离子方程式为_______________________________________
(2)加入H₂O₂氧化时，发生反应的化学方程式为____________________________
(3)滤渣2的成分是________(填化学式)。
(4)煅烧过程存在以下反应：
2MgSO₄＋C2MgO＋2SO₂↑＋CO₂↑
MgSO₄＋CMgO＋SO₂↑＋CO↑
MgSO₄＋3CMgO＋S↑＋3CO↑
利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。

①D中收集的气体是________(填化学式)。
②B中盛放的溶液可以是________(填字母)。
a．NaOH溶液 b．Na₂CO₃溶液c．稀硝酸 d．KMnO₄溶液
③A中得到的淡黄色固体能与热的NaOH溶液反应，产物中元素的最高价态为＋4，写出该反应的离子方程式：____________________。

二甲醚(CH₃OCH₃)是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气(组成为H₂、CO和少量的CO₂)直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：
甲醇合成反应：
(ⅰ)CO(g)＋2H₂(g)=CH₃OH(g)    ΔH₁＝－90.1 kJ·mol^－1
(ⅱ)CO₂(g)＋3H₂(g)=CH₃OH(g)＋H₂O(g)    ΔH₂＝－49.0 kJ·mol^－1
水煤气变换反应：
(ⅲ)CO(g)＋H₂O(g)=CO₂(g)＋H₂(g)   ΔH₃＝－41.1 kJ·mol^－¹
二甲醚合成反应：
(ⅳ)2CH₃OH(g)=CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g)    ΔH₄＝－24.5 kJ·mol^－1
回答下列问题：
(1)Al₂O₃是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度Al₂O₃的主要工艺流程是____________________________________________(以化学方程式表示)。
(2)分析二甲醚合成反应(ⅳ)对于CO转化率的影响
________________________________________________________________________。
(3)有研究者在催化剂(含CuZnAlO和Al₂O₃)、压强为5.0 MPa的条件下，由H₂和CO直接制备二甲醚，结果如图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是_________________________________________________。

(4)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93 kW·h·kg^－1)。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为__________
_____________________，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生________________个电子的电量；该电池的理论输出电压为1.20 V，能量密度E＝_______________(列式计算。能量密度＝电池输出电能/燃料质量，1 kW·h＝3.6×10⁶ J)。

上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe₂O₃、FeO、SiO₂等)为原料制备高档颜料铁红(Fe₂O₃)，具体生产流程如下：

试回答下列问题：
(1)滤液X中含有的金属阳离子是______________(填离子符号)。
(2)步骤Ⅲ中可选用________调节溶液的pH(填字母)。

(3)步骤Ⅳ中，FeCO₃沉淀完全后，溶液中含有少量Fe²^＋，检验Fe²^＋的方法是________________________________。
(4)步骤Ⅳ的反应温度一般需控制在35℃以下，其目的是_____________________________________________。
(5)在空气中煅烧FeCO₃生成产品氧化铁的化学方程式为______________________________。

如图是测定铝粉（含镁粉）的纯度的实验装置。所用的NaOH（足量）的物质的量浓度为4.5 mol·L^－1。不同时间电子天平的读数如下表所示：

实验操作	时间/min	电子天平的读数/g
烧杯＋NaOH溶液	0	120
烧杯＋NaOH溶液＋样品	0	135
	1	134.5
	2	134.1
	3	133.8
	4	133.8

（1）反应中生成气体的质量 g。
（2）试计算样品中铝的质量分数。(写出解题过程)
（3）反应后溶液(溶液的体积变化忽略)的c(OH^－)。(写出解题过程)

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