题目内容

化学实验室产生的废液中含有大量会污染环境的物质，为了保护环境，这些废液必须经处理后才能排放。某化学实验室产生的废液中含有两种金属离子：Fe3+、Cu2+，化学小组设计了如下图所示的方案对废液进行处理，以回收金属，保护环境。

（1）操作①的名称是      。
（2）沉淀A中含有的金属单质有                。
（3）操作②中在酸性下发生反应的离子方程式                                    。
（4）检验溶液B中含有的金属阳离子常用的试剂是                   。
（5）操作③中发生反应的离子方程式为                                          。

（1）过滤 （2）铁、铜 （3）2Fe2++ H2O2 +2H+="2" Fe3+ +2 H2O （4）KSCN溶液 （5）Fe3+ + 3NH3·H2O = Fe(OH)3↓ + 3NH4+

解析试题分析：（1）操作①加入的过量的铁，由于铁的化学性质比铜都活泼，因此可以把金属铜从盐溶液中置换出来，同时Fe3+能氧化单质铁生成Fe2+，因此在第①得到的滤渣中都含有金属铜和过量的铁，通过过滤得到沉淀和溶液，故答案为：过滤（2）在第①得到的滤渣中都含有金属铜和过量的铁，通过过滤得到沉淀A和溶液A，因此沉淀A中含有金属单质铜、铁，故答案为：铜、铁（3）在酸性过氧化氢溶液中Fe2+能被过氧化氢生成Fe3+，溶液由浅绿色变为棕黄色，生成的Fe3+，能加快过氧化氢的分解，离子方程式2Fe2++ H2O2 +2H+="2" Fe3+ +2 H2O（4）根据（3）Fe2+能被过氧化氢生成Fe3+，溶液B中含有的金属阳离子为Fe3+，由于Fe3+遇SCN-离子，发生反应：Fe3++3SCN-=Fe（SCN）3，溶液呈血红色，所以溶液中滴入KSCN溶液后变红，说明该溶液中含有Fe3+，检验溶液B中含有的金属阳离子常用的试剂是KSCN溶液，故答案为：KSCN溶液；（5）溶液B中含有的金属阳离子为Fe3+，稀氨水中存在下述电离平衡：NH3+H2ONH3?H2ONH4++OH-，溶液B中加氨水，发生Fe3++3NH3?H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用；常见的生活环境的污染及治理

练习册系列答案
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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：

生成氢氧化物沉淀的pH

 
Mg(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
开始沉淀时
9.4
6.3
1.5
完全沉淀时
12.4
8.3
2.8
 
（1）MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为                         。
（2）加氨水调节溶液的PH范围为               。
（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中盛放的溶液是          (填字母)。
a．NaOH 溶液 b．Na2CO3溶液  c．稀硫酸 d．KMnO4溶液
③A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应，产物中元素最高价态为+4，写出该反应的离子方程式：                             。

工业上生产高氯酸（沸点：90°C）时还同时生产了亚氯酸钠，其工艺流程如下：

（1）实验室进行过滤操作的常用玻璃仪器有            。
（2）反应器I中的温度最佳为        （填序号）；操作②的名称为         。
A. 0°C ；          B. 20°C ；        C. 80°C ；          D. 120°C  
（3）反应器II中发生反应的离子方程式为              。
（4）加快反应器II中反应速率的措施有              （写出一种措施即可）等。从反应器II中获得NaClO2  粗品的实验操作依次是        （填序号，下同），进一步提纯的操作名称为        。
A．过滤  B．重结晶  C．蒸馏  D．蒸发浓缩  E．蒸干灼烧  F．冷却结晶  G．萃取分液
（5）上述流程中可循环使用的物质为        ，副产品除NaClO2、NaHSO4外还有        （填化学式）。

高纯超微细草酸亚铁可用于合成新型锂电池电极材料，工业上可利用提取钛白粉的副产品绿矾（FeSO4·7H2O）通过下列反应制备：
FeSO4＋2NH3·H2O＝Fe(OH)2↓＋(NH4)2SO4
Fe(OH)2＋H2C2O4＝FeC2O4＋2H2O
（1）绿矾中含有一定量的TiOSO4杂质。将绿矾溶于稀硫酸，加入铁粉、搅拌、充分反应并保持一段时间，过滤，可得纯净的FeSO4溶液。在上述过程中，TiOSO4能与水反应转化为H2TiO3沉淀，写出该反应的化学方程式：   ；加入铁粉的作用有   、   。
（2）由纯净的FeSO4溶液制取FeC2O4时，需在真空环境下进行，原因是   。
FeC2O4生成后，为提高产品纯度，还需调节溶液pH＝2，若pH过低，则导致
FeC2O4的产率   （填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。
（3）将含有FeC2O4的混合液过滤，将产品先用水洗涤，再用无水乙醇清洗。无水乙醇的作用是   、   。
（4）某研究小组欲从某化工残渣（主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3）出发，先制备较纯净的FeSO4溶液，再合成FeC2O4。请补充完整由该化工残渣制备较纯净的FeSO4溶液的实验步骤（可选用的试剂：铁粉、稀硫酸和NaOH溶液）：向一定量该化工残渣中加入足量的稀硫酸充分反应，过滤，   ，过滤，得到较纯净的FeSO4溶液。

由软锰矿制备高锰酸钾的主要反应如下：
熔融氧化  3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O
加酸歧化  3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3
相关物质的溶解度（293K）见下表：

 
K2CO3
KHCO3
K2SO4
KMnO4
溶解度/g
111
33.7
11.1
6.34
（1）在实验室进行“熔融氧化”操作时，应选用铁棒、坩埚钳和   。（填字母）
a．表面皿     b．蒸发皿     c．铁坩埚     d．泥三角
（2）加酸时不宜用硫酸的原因是   ；不宜用盐酸的原因是   。
（3）采用电解法也可以实现K2MnO4的转化，2K2MnO4+2H2O2KMnO4+2KOH+H2↑。与原方法相比，电解法的优势为   。
（4）草酸钠滴定法分析高锰酸钾纯度步骤如下：
Ⅰ 称取0.80 g左右的高锰酸钾产品，配成50 mL溶液。
Ⅱ 准确称取0.2014 g左右已烘干的Na2C2O4，置于锥形瓶中，加入少量蒸馏水使其溶解，再加入少量硫酸酸化。
Ⅲ 将瓶中溶液加热到75～80 ℃，趁热用Ⅰ中配制的高锰酸钾溶液滴定至终点。记录消耗高锰酸钾溶液的体积，计算得出产品纯度。
①滴定过程中反应的离子方程式为   。
②达到滴定终点的标志为   。
③加热温度大于90℃，部分草酸发生分解，会导致测得产品纯度   。（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）     
④将一定量高锰酸钾溶液与酸化的草酸钠溶液混合，测得反应液中Mn2+的浓度随反应时间t的变化如图，其原因可能为   。

已知某待测液由Ag+、Fe2+、Al3+、K+、Ba2+、NH4+、NO3－、SO42－中的若干种离子组成，进行如下实验：

第一步：加入过量的稀盐酸，无沉淀生成。
第二步：继续加入过量的稀硫酸，有白色沉淀生成。
第三步：过滤，取少量滤液，滴入NaOH溶液至溶液呈碱性，
在此过程中溶液沉淀量的变化如右图所示，加热该溶液，
可产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体。
根据以上实验现象回答下列问题：
（1）该待测液中一定含有     离子，一定没有     离子，可能有     离子。
（2）某同学采用测pH的方法来判断滴入NaOH溶液后是否使溶液呈碱性，该实验操作是 。
（3）第三步中产生使湿润红色石蕊试纸变蓝色的气体的离子方程式为      ，该步骤中预
期会出现另外一个特殊的实验现象，该现象对应的化学方程式为     。

海水是巨大的资源宝库，海水淡化及其综合利用具有重要意义。

完成下列填空：
（1）氯碱工业主要以食盐为原料。为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42－及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列操作，正确的操作顺序是             。
①过滤；②加过量的NaOH溶液；③加适量的盐酸；④加过量的Na2CO3溶液；⑤加过量的BaCl2溶液
a．②⑤④①③       b．①④②⑤③       c        d．⑤②④①③
（2）在实验室中可以用萃取的方法提取溴，可选用的试剂是________________，所用主要仪器的名称是____________________。
（3）步骤Ⅰ中用硫酸酸化可提高Cl2利用率的原因是                       。
（4）步骤II反应的离子方程式__________________________________________。
（5）海水提溴蒸馏过程中，温度应控制在80~90℃，温度过高或过低都不利于生产 ，请解释原因                                                                。
（6）Mg(OH)2沉淀中混有Ca(OH)2，可选用__________溶液进行洗涤除去。如直接加热Mg(OH)2得到MgO，再电解熔融MgO制金属镁，这样可简化实验步骤，你_______（选填“同意”，“不同意”）该说法，理由是                                  。

某工厂用软锰矿（含MnO2约70％及Al2O3）和闪锌矿（含ZnS约80％及FeS），共同生产MnO2和Zn（干电池原料）。
已知：①A是MnSO4、ZnSO4、Fe2（SO4）3、Al2（SO4）3的混合液。
②IV中的电解反应式为MnSO4+ZnSO4+2H2O MnO2+Zn+2H2SO4。

（1）A中属于还原产物的是   。
（2）MnCO3、Zn2（OH）2CO3的作用是   ；Ⅱ需要加热的原因是   ；C的化学式是   。
（3）Ⅲ中发生的离子方程式为   ，   ；
（4）如果不考虑生产中的损耗，除矿石外，需购买的化工原料是   。

就有关物质的分离回答下列问题：
（1）现有一瓶A和B的混合液，已知它们的性质如下表。

物质
熔点/℃
沸点/℃
密度/g·cm-3
溶解性
A
－11．5
198
1．11
A、B互溶，且均易溶于水
B
17．9
290
1．26
 
据此分析，将A和B相互分离的常用方法是：                    。
（2）在分液漏斗中用一种有机溶剂提取水溶液里的某物质时，静置分层后，如果不知道哪一层液体是“水层”，试设计一种简便的判断方法:                。

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