题目内容

20．某研究小组在实验室中将工厂废弃的合金，经过一系列的反应，制得氯化铝固体、硝酸铜晶体和铁红．其实验方案如下：

（1）该小组所用的合金中含有的金属为铁、铜、铝（填名称）．
（2）操作①、③使用的主要玻璃仪器是漏斗、烧杯、玻璃棒，简述操作②的方法：在HCl气流中蒸干水分．操作④实验操作步骤包括：加热浓缩、冷却结晶、过滤（填操作名称）、洗涤、干燥．
（3）写出滤渣B中较活泼金属与足量稀HN03后发生反应的离子方程式：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O、4H++NO3-+Fe=Fe3++NO↑+2H2O；
（4）若该小组通过上述实验流程制得铁红80g，假设实验过程中无质量损失，则合金中铁的质量为56g；
（5）上述实验流程中符合“绿色化学”理念的做法是废物利用，利用工厂废弃物；反应产生的NO循环利用，避免污染（答出一点即可）．

分析 根据金属的性质结合框图转化关系和所得产品可知：合金加入氢氧化钠，滤液A→AlCl3，铝既与酸反应又与碱反应，金属铝和氢氧化钠反应，加入NaOH溶液后金属铝溶解生成偏铝酸钠溶液，金属铁和金属铜不与氢氧化钠反应，滤液A中含有偏铝酸钠，滤渣B为铁、铜，铜和铁与稀硝酸能发生反应生成硝酸盐和一氧化氮、水，一氧化氮、水、氧气反应生成硝酸再循环利用，溶液C通过调节pH可以使Fe3+沉淀完全，滤渣E为氢氧化铁，滤液D为硝酸铜溶液，用加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥的方法得到硝酸铜晶体，灼烧氢氧化铁得到铁红．
（1）废弃的合金，经过一系列的反应，制得氯化铝固体、硝酸铜晶体和铁红，说明合金中含有的金属为铁、铜、铝；
（2）操作①、③为过滤操作，根据过滤操作的要求分析使用的主要玻璃仪器；氯化铝为强酸弱碱盐，易水解，需在HCl气流中蒸干水分，滤液D为硝酸铜溶液，用加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥的方法，得到硝酸铜晶体；
（3）滤渣B为铁、铜，铜和铁与稀硝酸能发生反应生成硝酸盐和一氧化氮、水；
（4）根据元素守恒，合金中铁的质量等于氧化铁中铁元素的质量；
（5）废弃的合金制得氯化铝固体、硝酸铜晶体和铁红为废物利用，反应产生的NO循环利用，避免污染．

解答 解：（1）根据实验方案流程，废弃的合金，经过一系列的反应，制得氯化铝固体、硝酸铜晶体和铁红，说明合金中含有的金属为铁、铜、铝，
故答案为：铜；铝；
（2）合金加入氢氧化钠，金属铝和氢氧化钠反应，2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，生成氢气和易溶于水的偏铝酸钠，金属铁和金属铜不与氢氧化钠反应，操作①为过滤操作，滤渣B为铁、铜，铜和铁与稀硝酸能发生反应生成硝酸盐和一氧化氮、水，一氧化氮、水、氧气反应生成硝酸再循环利用，溶液C通过调节pH可以使Fe3+沉淀完全，滤渣E为氢氧化铁，操作③为过滤操作，操作①、③都为过滤操作，过滤时需要制作过滤器的漏斗、固定仪器的铁架台、引流用的玻璃棒、承接滤液的烧杯，主要玻璃仪器是漏斗、烧杯、玻璃棒，氯化铝为强酸弱碱盐，Al3+易水解，水解生成H+，水解的离子方程式为Al3++3H2O?Al（OH）3+3H+，所以需在HCl气流中蒸干水分，操作④获得硝酸铜晶体，用加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥的方法得到，
故答案为：漏斗、烧杯、玻璃棒；在HCl气流中蒸干水分；过滤；
（3）铜和铁与稀硝酸能发生反应生成硝酸盐和一氧化氮、水，反应为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O、4H++NO3-+Fe=Fe3++NO↑+2H2O，
故答案为：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O、4H++NO3-+Fe=Fe3++NO↑+2H2O；
（4）铁红中铁元素的质量等于原合金中铁的质量，设合金中铁的质量为m
Fe2O3～2Fe
160    56×2
80g      m             
解得：m=56g，
故答案为：56；
（5）将工厂废弃的合金，经过一系列的反应，制得氯化铝固体、硝酸铜晶体和铁红，为废物利用，利用工厂废弃物，铜和铁与稀硝酸能发生反应生成硝酸盐和一氧化氮、水，一氧化氮、水、氧气反应生成硝酸再循环利用，避免污染，
故答案为：废物利用，利用工厂废弃物；反应产生的NO循环利用，避免污染．

点评 本题考查废弃的合金制取氯化铝固体、硝酸铜晶体和铁红的实验，主要考查的是离子反应方程式的书写，物质的分离和提纯等，综合性较强，要注意从框图转化中找出有用信息，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目

已知a g气体X2中含有b个X原子，那么c g该气体在0℃、1.01×105 Pa条件下的体积是(NA表示阿伏加德罗常数的数值)

A． L B． L

C． L D． L
11．无水氯化铝是白色晶体，易吸收水分，在178℃升华，装有无水氯化铝露置于潮湿空气中会爆炸并产生大量白雾，工业上由金属与氯气作用或由无水氯化氢气体与熔融Al作用而制得，某课外活动小组在实验室内通过下列装置（如图）制取少量纯净的无水氯化铝．

试回答以下问题：
（1）装置A中反应的化学方程式MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2 ↑+2H2O．
（2）为使实验成功，A和B间需要加适当的装置，请将它画在框内，并注明其中盛放的药品．如果A产生的气体直接进入B中，实验产生的不良后果是爆炸并产生大量白雾
（3）进行实验时，应先点燃（填写字母，下同）A处的酒精灯，然后再点燃B处的酒精灯．
（4）在C处可以收集到纯净的氯化铝，原因是AlCl3易升华．
（5）装置D的作用是吸收多余的Cl2且防止水蒸气进入C使AlCl3发生水解．
8．CoCl2•6H2O是一种饲料营养强化剂．以含钴单质废料（含少量Fe、Al等杂质）制取CoCl2•6H2O的一种新工艺流程如图：

已知：
①CoCl2•6H2O熔点86℃，易溶于水、乙醚等；常温下稳定无毒，加热至110～120℃时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴．
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
沉淀物Fe（OH）3Fe（OH）2Co（OH）2Al（OH）3
开始沉淀2.37.57.63.4
完全沉淀4.19.79.25.2
请回答下列问题：
（1）钴与盐酸反应的化学方程式为Co+2HCl=CoCl2+H2↑．
（2）流程中加入碳酸钠调节pH至a，a的范围是5.2～7.6；滤渣中含有的Al（OH）3是良好的阻燃剂，其原理是Al（OH）3受热分解时吸收大量的热，使环境温度下降；同时生成的耐高温、稳定性好的Al2O3覆盖在可燃物表面，阻燃效果更佳；加盐酸调节pH至2～3的目的是抑制Co2+的水解，防止在后续的操作中形成Co（OH）2杂质．
（3）操作Ⅰ包含3个基本实验操作，它们是蒸发浓缩、冷却结晶和过滤．
（4）制得的CoCl2•6H2O需减压烘干的原因是降低烘干温度，防止产品分解．
（5）为测定产品中CoCl2•6H2O含量，某同学将119g样品溶于水形成100ml溶液，取25mL于烧杯中加入足量的AgNO3溶液，过滤，并将沉淀烘干后称得质量为28.7g，计算产品中CoCl2•6H2O含量为80%．（已知：CoCl2•6H2O化学式量为238，AgCl为143.5，）
15．工业上以黄铜矿（主要成分CuFeS2）为原料制备CuSO4•5H2O的主要流程如下：

（1）下列装置可用于吸收气体X的是bd（填代号）．

（2）某研究性学习小组用泡铜与CO反应来制取粗铜．
①装置B中的药品为碱石灰．
②实验时，依次进行如下操作：组装仪器、检验装置气密性、加装药品、通入气体、收集CO检验纯度、点燃酒精灯．

（3）熔渣Y的成分为Fe2O3和FeO，选用提供的试剂，设计实验验证熔渣中含有FeO．写出有关实验操作、现象与结论．提供的试剂：稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、氯水．取少量熔渣，加过量稀硫酸溶解，向溶液中加入几滴高锰酸钾溶液，若溶液紫色褪去，则证明熔渣中含有FeO．
（4）向粗铜中加入硫酸和硝酸的混酸溶液制取硫酸铜时（杂质不参加反应），混酸中H2SO4与HNO3的最佳物质的量之比为3：2．
（5）用滴定法测定所得产品中CuSO4•5H2O的含量，称取a g样品配成100mL溶液，取出20.00mL，用c mol•L-1滴定剂 EDTA（H2Y2-）标准溶液滴定至终点（滴定剂不与杂质反应），消耗滴定剂b mL．滴定反应如下：Cu2++H2Y2-═CuY2-+2H+．则CuSO4•5H2O质量分数为$\frac{750c}{a}$%．滴定管用蒸馏水洗涤后，直接注入标准溶液，则会导致测定结果偏高．
5．氯酸镁[Mg（ClO3）2]常用作催熟剂、除草剂等，实验室用卤块（主要成分为MgCl2•6H2O，含有MgSO4、FeCl2等杂质）制备Mg（ClO3）2•6H2O．其流程如下：

已知：几种化合物的溶解度（S）随温度（T）变化曲线如图所示．

（1）上述流程中“氧化”过程的离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O．
（2）加MgO后过滤所得滤渣的主要成分为BaSO4和Fe（OH）3．
（3）加入NaClO3饱和溶液所发生的反应的化学方程式为MgCl2+2NaClO3=Mg（ClO3）2+2NaCl↓．
（4）从反应后的混合物中获得Mg（ClO3）2•6H2O的实验步骤为蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤．其中过滤所需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒．
（5）产品中Mg（ClO3）2•6H2O含量的测定方法如下：
步骤1：准确称量a g产品溶解定容成100mL溶液．
步骤2：取10mL上述溶液于锥形瓶中，加入10mL稀硫酸和15.00mL 1.000mol/L的FeSO4溶液，微热．
步骤3：冷却后，用0.100mol/LK2Cr2O7溶液滴定至终点．此过程中反应的离子方程式为：Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O．
步骤4：将步骤2、3重复两次，平均消耗K2Cr2O7溶液15.00mL．
①步骤2中发生反应的离子方程式为6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O．
②步骤3中滴定前未用标准液润洗滴定管，会导致结果偏小（填“偏大”或“偏小”）．
③a g产品中所含Mg（ClO3）2•6H2O的物质的量为5×10-4mol．
12．亚氯酸钠（NaClO2）是重要漂白剂，探究小组开展如下实验，回答下列问题：

实验Ⅰ：制取NaClO2晶体按如图装置进行制取．
已知：NaClO2饱和溶液在低于38℃时析出NaClO2•3H2O，高于38℃时析出NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl．
（1）装置C的作用是防止D瓶溶液倒吸到B瓶中；
（2）已知装置B中的产物有ClO2气体，则装置B中反应的方程式为2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O；装置D中反应生成NaClO2的化学方程式为2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2；装置B中反应后的溶液中阴离子除了ClO2-、ClO3-、Cl-、ClO-、OH-外还可能含有的一种阴离子是SO42-；检验该离子的方法是取少量反应后的溶液于试管中，先加足量的盐酸，再加BaCl2溶液，若产生白色沉淀，则说明含有SO42-；
（3）请补充从装置D反应后的溶液中获得NaClO2晶体的操作步骤．
①减压，55℃蒸发结晶；②趁热过滤；③用38℃～60℃热水洗涤；④低于60℃干燥；得到成品．
（4）如果撤去D中的冷水浴，可能导致产品中混有的杂质是NaClO3和NaCl；
实验Ⅱ：样品杂质分析与纯度测定
（5）测定样品中NaClO2的纯度．测定时进行如下实验：
准确称一定质量的样品，加入适量蒸馏水和过量的KI晶体，在酸性条件下发生如下反应：ClO2-+4I-+4H+=2H2O+2I2+Cl-，将所得混合液稀释成100mL待测溶液．取25.00mL待测溶液，加入淀粉溶液做指示剂，用c mol•L-1 Na2S2O3标准液滴定至终点，测得消耗标准溶液体积的平均值为V mL（已知：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-）．请计算所称取的样品中NaClO2的物质的量为c•V•10-3mol．
9．下列各组离子，在指定的环境中能够大量共存的是（　　）
A．有Fe3+大量存在的溶液中：Na+、Cl-、K+、SCN-
B．滴加酚酞显红色的溶液中：NH4+、Al3+、SO42-、NO3-
C．常温下pH=1的溶液中：Na+、K+、Cl-、S2O32-
D．有CO32-存在的无色透明溶液中：Na+、K+、Cl-、AlO2-
7．44.8L某气体在标准状况下的质量为142g，该气体的摩尔质量为71g/mol．

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网