题目内容

某工厂的废水中含有FeSO4、H2SO4、Ag2SO4、Al2（SO4）3及一些污泥。某研究性学习课题组测定了废水中各物质的含量并查找了溶解度数据，现列表如下
表一废水中各物质的含量
物质
FeSO4
H2SO4
Ag2SO4
Al2(SO4)2
污泥
质量分数／（％）
15.0
7.0
0.40
0.34
5.0
表二  FeSO4和Al2（SO4）3在水中的溶解度
温度/℃
0
10
20
30
40
50
FeSO4溶液度（g）
15.6
20.5
26.5
32.9
40.2
48.6
Al2(SO4)3溶解度（g）
31.2
33.5
36.4
40.4
45.7
52.2
   该课题组根据表中数据，设计了污水处理方案，拟利用该厂的废铁屑（有少量锈斑）、烧碱溶液和硫酸处理此污水，回收FeSO4·7H2O和Ag。
（1）请填写下列空白，完成得到Ag的实验方案：
①将带有锈斑的废铁屑先后用热的烧碱溶液和热水进行洗涤，目的是          。
②将工厂废水过滤，用少量水洗涤滤渣，洗涤液并入滤液后保留待用；
③                  ，目的是使Ag+全部还原为金属Ag；
④               ，目的是分离出Ag；
（2）请写出后续的步骤，除去Al3+，得到主要成分为FeSO4·7H2O晶体。
⑤将第           步与第④步所得滤液混合后，加入少量硫酸至混合液的pH为3-4后，                  ，滤出FeSO4·7H2O晶体
（3）写出步骤③中所有化学反应的离子方程式              。
（4）在步骤⑤中，加入少量硫酸调节pH的目的是                。
（1）①　洗去油污　（1分） ③　在②的滤液中加入稍过量的洗涤过的废铁屑（1分），
充分反应后过滤（1分）
④　将③的滤渣溶入足量的稀硫酸（1分），过滤，滤液保留待用（1分）
（2）⑤③ （2分）将溶液加热（温度不超过80℃）蒸发浓缩（1分），冷却结晶（1分）
（3）　，　，
　，　（4分）
（4）抑制的水解（防止被氧化）（2分）
略
练习册系列答案
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(9分)为了测定人体新陈代谢呼出气体中CO2的体积分数，某学生课外小组设计了如下图的实验装置。实验中用过量NaOH溶液吸收气体中的CO2，准确测量瓶I中溶液吸收CO2后的增重及剩余气体的体积（实验时只用嘴吸气和呼气），请填空：

⑴图中瓶II的作用是______________________________。
⑵对实验装置尚有如下A、B、C、D四种观点，你认为合理的是________。（填代号）
A．在E处增加CaCl2干燥管　　　　　   B．在F处增加CaCl2燥管
C．在E和F两处增加CaCl2干燥管　　　 D．不必增加干燥管
⑶将插入溶液的管子末端改成具有多孔的球泡（图中的III），有利于提高实验的准确度,   
其理由是__________________________________________。
⑷实验时先缓缓吸气，再缓缓呼气,反复若干次，得如下数据:瓶I溶液增重ag,收集到的气
体体积（标准状况）为bL，该呼出气体中CO2的体积分数是（列出算式） ___________。
⑸为防止实验中若猛吸猛呼，会造成不安全后果，将实验装置如何改进             。
（9分）某化学课外兴趣小组为探究苯与溴发生反应的反应类型并制取纯净的溴苯，进行如下实验。请根据要求回答相关问题。
I：制取溴苯（装置如图所示）

（1）向烧瓶中滴人溴的苯溶液片刻后，在烧瓶中可观察到的现象是                        
（2）锥形瓶中有淡黄色浑浊生成，A同学提出不能由此证明苯与溴发生了取代反应，原因是                                              。
（3）A同学从下列装置中选取适宜装置进行改进，请帮A同学在下面实验流程图的方框中填入序号。

①装有NaOH溶液的洗气瓶  ②装有CC14的洗气瓶
③装有KI溶液的洗气瓶   ④装有湿润淀粉KI试纸的集气瓶
（4）该实验还可用          代替AgNO3溶液检验取代反应的产物之一溴化氢。
Ⅱ：提纯溴苯
（5）反应后所得混合液，经以下几步操作可得纯净的溴苯。简要写出各操作目的（不一定填满）。

操作l目的：                            。操作2目的：                              。
操作3目的：                            。操作4目的：                               。
为了制得氯气并探究氯气的一些化学性质，某学生用如图所示装置进行有关实验，打开A的玻璃塞，将A中浓盐酸溶液逐滴加入装有二氧化锰的B中。试回答：

（1）怎样检验装置的气密性                                                      ；
（2）若C中为淀粉KI试纸，实验片刻后C中可以观察到的实验现象为       ；写出
B中发生反应的离子方程式                                                 。
（3）若C中的淀粉KI试纸实验一段时间后又变为无色，原因是                  。
（4）D的作用是_______________。烧杯中加入的是                      。
（5）若实验室暂时无二氧化锰，仍用此装置制取氯气，选用           药品替代。若实验室暂时无浓盐酸，仍用此装置制取氯气，选用                  药品替代。
（14分）三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe(C2O4)3]·3H2O可用于摄影和蓝色印刷。某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解，对所得气体产物和固体产物进行实验和探究。请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程。
限选试剂：浓硫酸、1.0 mol·L-1 硝酸、1.0 mol·L-1 盐酸、1.0 mol·L-1 NaOH溶液、3% H2O2、0.1 mol·L-1 KI溶液、0.1 mol·L-1 CuSO4溶液、20% KSCN溶液、澄清石灰水、氧化铜、蒸馏水。
（1）将气体产物依次通过（A）澄清石灰水、浓氢氧化钠 （B）浓硫酸、灼热氧化铜  （C）澄清石灰水；观察到（A）、（C）中澄清石灰水都变浑浊，（B）中有红色固体生成，则气体产物是            。
（2）该小组同学查阅资料后推知，固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有K2CO3。验证固体产物中钾元素存在的方法是           。
（3）固体产物中铁元素存在形式的探究。
① 提出合理假设
假设1：                             ；
假设2：                             ；
假设3：                             。
② 设计实验方案证明你的假设
实验步骤
预期现象与结论
步骤1：取适量固体产物于试管中，加入足量蒸馏水，充分振荡使K2CO3完全溶解。分离不溶固体与溶液，用蒸馏水充分洗涤不溶固体。
固体部分溶解。
步骤2：
 
步骤3：
 
 
 
  （4）若假设1成立，K3[Fe(C2O4)3]分解反应的化学方程式为                。
(12分) 某实验小组用下图装置进行乙醇催化氧化的实验。

(1)实验过程中铜网出现红色和黑色交替的现象，请写出相应的化学反应方程式                                   。
在不断鼓入空气的情况下，熄灭酒精灯，反应仍能继续进行，说明该乙醇氧化反应是        反应（放热或吸热）。
(2)甲和乙两个水浴作用不相同。甲的作用是            ；
乙的作用是           。
(3)反应进行一段时间后，干燥试管a中能收集到不同的物质，它们是           ,
集气瓶中收集到的气体的主要成分是         。
(4)若试管a中收集到的液体用紫色石蕊试纸检验，试纸显红色，说明液体中还含有               。要除去该物质，可先在混合液中加入          (填写字母)。然后，再通过      (填实验操作名称)即可除去。
a．氯化钠溶液    b．苯 c．碳酸氢钠溶液    d．四氯化碳
（16分）某同学用图示装置进行铁和稀硝酸反应的实验并进行相关的实验探究。（相对原子质量Fe：56）

a．向广口瓶内注入足量热NaOH溶液，将盛有a g纯铁粉的小烧杯放入瓶中。
b．关闭止水夹，点燃红磷，伸入瓶中，塞好胶塞。
c．待红磷充分燃烧，一段时间后打开分液漏斗旋塞，向烧杯中滴入200mL 6mol/L的稀硝酸，铁粉恰好完全溶解。
（一）气体产物成分探究
①实验前如何检查该装置的气密性                               。
②燃烧红磷的目的是                                  。
③为证明气体产物为NO，步骤c后还缺少的一步主要操作是___________________。
（二）产物中铁元素价态探究：
（1）提出合理假设：
假设1：产物只有+3价铁；
假设2：                                                   ；
假设3：                                                  。
（2）设计实验：分别取小烧杯中反应后溶液装入两支试管甲、乙，在甲试管中滴加酸性高锰酸钾溶液；在乙试管中滴加KSCN溶液，观察现象。推测实验现象与结论：
①若现象为：                                    ，则假设1正确；
②若现象为：                                     ，则假设2正确；
③若现象为：                                     ，则假设3正确。
（3）a值范围为                             。
孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3，还含少量杂质FeO、Fe2O3、SiO2。实验室以孔雀石为原料制备CuSO4·5H2O及CaCO3，步骤如下：

请回答下列问题：
（1）溶液A的金属离子有__________。检验溶液A中Fe3+的最佳试剂为 　  
A、KMnO4　 　　 B、(NH4) 2S          C、H2O2           D、KSCN
（2）由溶液C获得CuSO4·5H2O，需要经过加热蒸发、　　      　　、过滤等操作。
（3）制备CaCO3时，应向CaCl2溶液中先加入NH3.H2O,然后通入CO2，反应的方程式：__________________________________________________________________。
（4）欲测定溶液A中Fe2+的浓度，需要用容量瓶配制某标准溶液，用KMnO4标准溶液滴定时应选用　  　 　　滴定管（填“酸式”或“碱式”）。
（5）探究氧化铜的性质:取A、B两支试管，往A中加入适量的CuO粉末，再分别向A和B加入等体积3% H2O2溶液，只观察到A中有大量气泡，结论是：             。
欲用浓硝酸法（测定反应后生成气体的量）测定某铜银合金中铜的质量分数，但资料表明：
①反应中除生成NO2气体外还会有少量的NO生成；
②常温下NO2和N2O4混合存在，在低于0℃时几乎只有无色的N2O4液体或晶体存在。
为完成测定并验证有NO生成，有人没计如F实验装置：

（1）实验开始前要先打开A部分的活塞K1，持续通一段时间的氮气再关闭K1，这样做的目的是                             。
（2）装置中B瓶的作用是                           。
（3）实验时A中反应停止后，打开D装置导管的活塞K2并通入氧气，若反应确有NO产生，D中的现象是                                  ；实验时发现通入氧气温度的高低对实验有较大的影响，为便于观察应通入____（填“冷”或“热”）的氧气，其原因是：____
（4）若实验只测定Cu的质量分数，不检验NO的产生，则在铜银合金与浓硝酸反应后，只需加入过量的____（填一种物质的化学式，下同）溶液，过滤、洗涤、干燥称量       的质量就可达目的。（已知Cu（OH）2与AgOH类似，也可以溶于过量的氨水而形成溶液。）

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