题目内容
14.某研究性学习小组对一批未知成分的合金废料进行了如下处理:请回答下列问题:
(1)分析上述实验流程,确定该合金中肯定含有的成分是Fe、Cu(填化学式).
(2)操作Ⅰ用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒.
(3)由滤渣D制取胆矾是一种绿色化学工艺.试剂b是一种常用的液态氧化剂,其化学式为H2O2;写出该工艺中D→胆矾的化学方程式Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O.
(4)甲、乙两位同学都验证了反应①生成的气体是氢气,甲同学认为合金中应含铝,但乙同学查阅资料得知硅也能与NaOH溶液反应生成Na2SiO3和H2,因此认为合金中可能含硅,也可能同时含有铝和硅.请设计方案证明合金中是否含有铝和硅(写出选用试剂、观察到的现象及结论):取少量滤液A于试管中,逐滴滴加稀盐酸(或硫酸或硝酸)至过量,若先生成白色沉淀,后来沉淀又完全溶解,则合金中含有铝,不含硅;若沉淀部分溶解,则合金中同时含有铝和硅;若沉淀始终不溶,则合金中含有硅,不含铝.
(5)滤液C中铁元素的含量可以用酸性KMnO4溶液滴定法测定.用离子方程式表示该滴定法的反应原理:5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O.
分析 合金废料加入足量氢氧化钠溶液得到气体,依据最后得到的晶体可知一定存在铁和铜,同时含有与氢氧化钠反应生成气体的应可能为Al或Si等,浊液中含有铁、铜,过滤后滤渣B加入稀硫酸铁溶解生成滤液C为硫酸亚铁溶液,滤渣D为铜,在稀硫酸溶液中加入过氧化氢,氧化铜反应生成硫酸铜溶液,通过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤洗涤得到硫酸铜晶体,
(1)依据题干信息,结合流程中的溶解情况计算得到,最后得到蓝矾说明滤渣B中含有金属铜,证明合金中含有铜,绿矾中含有硫酸亚铁,证明合金中含有铁;
(2)操作Ⅰ为过滤,根据过滤操作判断所需仪器;
(3)双氧水是一种绿色氧化剂,可以实现金属铜和硫酸之间的反应;
(4)合金中若有有铝和硅,则在滤液A中含有偏铝酸钠和硅酸钠,利用氢氧化铝溶于强酸溶液,硅酸不溶于酸设计实验验证;
(5)亚铁离子能被高锰酸根离子氧化成铁离子,高锰酸根被还原成锰离子,利用电荷守恒和元素守恒可写出离子方程式;
解答 解:合金废料加入足量氢氧化钠溶液得到气体,依据最后得到的晶体可知一定存在铁和铜,同时含有与氢氧化钠反应生成气体的应可能为Al或Si等,浊液中含有铁、铜,过滤后滤渣B加入稀硫酸铁溶解生成滤液C为硫酸亚铁溶液,滤渣D为铜,在稀硫酸溶液中加入过氧化氢,氧化铜反应生成硫酸铜溶液,通过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤洗涤得到硫酸铜晶体,
(1)依据题干信息,结合流程中的溶解情况计算得到,最后得到蓝矾说明滤渣B中含有金属铜,证明合金中含有铜,绿矾中含有硫酸亚铁,证明合金中含有铁,
故答案为:Fe、Cu;
(2)操作Ⅰ为过滤,过滤用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒,
故答案为:漏斗、烧杯、玻璃棒;
(3)双氧水是一种绿色氧化剂,可以实现金属铜和硫酸之间的反应,试剂b是一种常用的液态氧化剂,所以b为H2O2,铜→胆矾的化学方程式为Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O,
故答案为:H2O2;Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O;
(4)合金中若有有铝和硅,则在滤液A中含有偏铝酸钠和硅酸钠,利用氢氧化铝溶于强酸溶液,硅酸不溶于酸设计实验验证,设计实验证明合金中是否含有铝和硅的
方案为取少量滤液A于试管中,逐滴滴加稀盐酸(或硫酸或硝酸)至过量,若先生成白色沉淀,后来沉淀又完全溶解,则合金中含有铝,不含硅;若沉淀部分溶解,则合金中同时含有铝和硅;若沉淀始终不溶,则合金中含有硅,不含铝,
故答案为:取少量滤液A于试管中,逐滴滴加稀盐酸(或硫酸或硝酸)至过量,若先生成白色沉淀,后来沉淀又完全溶解,则合金中含有铝,不含硅;若沉淀部分溶解,则合金中同时含有铝和硅;若沉淀始终不溶,则合金中含有硅,不含铝;
(5)亚铁离子能被高锰酸根离子氧化成铁离子,高锰酸根被还原成锰离子,反应的离子方程式为5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O,
故答案为:5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O.
点评 本题考查了物质定量测定的实验方法应用,物质性质的应用和判断是解题关键,数据分析和计算是难点,主要考查了铁、铝、铜及其化合物性质的综合应用和分离方法,题目难度中等.
A. | HCl | B. | Cl2 | C. | SO2 | D. | NH3 |
A. | “辽宁舰”上用于舰载机降落拦阻索的是一种特种钢缆,属于新型无机非金属材料 | |
B. | 新型氢动力计程车的投入使用有益于减少雾霾的产生 | |
C. | 新型复合材料使手机、电脑等电子产品更轻巧、实用和新潮 | |
D. | 生物柴油是由动植物油脂与甲醇或乙醇,在酸或碱的催化及高温下进行反应,或在温和的条件下,用酶催化反应,生成的高级脂肪酸甲酯或乙酯 |
A. | 2NO2?N2O4-①N2O4?2NO2-②,反应①的化学平衡常数是反应②的倒数 | |
B. | 已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ/mol,将100.0mL 0.05mol/LBa(OH)2溶液与100.0mL 0.05mol/L H2SO4溶液混合,在298K、101kPa条件下放出热量为0.573kJ | |
C. | 已知298K 时,0.10mol/L HAc的电离度为1.32%.在0.10mol/L HAc 和0.10mol/LNaAc的混合溶液20.00mL中,有如下变化:HAc?H++Ac----①,NaAc=Na++Ac-----②,Ac-+H2O?HAc+OH-----③,向该溶液中滴入几滴稀盐酸,溶液的pH保持相对稳定 | |
D. | 将明矾与纯碱溶液混合,有沉淀产生,该沉淀的成分为碳酸铝 |
A. | Z、N两种元素的离子半径相比,前者较大 | |
B. | 工业上可通过电解熔融的Z 和N组成的化合物来制取Z单质 | |
C. | 由X与M两种元素组成的化合物不能与任何酸反应,但能与强碱反应 | |
D. | Z的氧化物能分别溶解于Y的氢氧化物和N的氢化物的水溶液 |
A. | Na+、NH4+、Cl-、SO42- | B. | Fe2+、H+、SiO32-、ClO- | ||
C. | Mg2+、K+、OH -、SO42- | D. | K+、Fe3+、NO3-、I- |