Question

【题目】某研究小组在实验室中将某工厂废弃的一块合金，经过一系列的反应，制得氧化铝固体、硝酸铜晶体和铁红。其实验方案如下图。

（1）该小组所用的合金中含有的金属为铁、______、______(填名称)。

（2） 操作①、③使用的主要玻璃仪器是___________，操作②的方法:________。操作④实验操作步骤包括:______、_______(填操作名称)、过滤、洗涤、干燥。

（3）写出滤渣B中较活泼金属与足量稀硝酸发生反应的离子方程式:_______。

（4）若该小组通过上述实验流程制得铁红16g，假设实验过程中无质量损失，则合金中铁的质量为________g。

（5）上述实验流程中符合“绿色化学“理念的做法是___________(答出一点即可)。

Answer 1

【答案】 铜 铝 漏斗、烧杯、玻璃棒 在HCl气流中蒸干水分(或与SOCl2共蒸) 蒸发浓缩 冷却结晶 4H++NO3-+FeFe3++NO↑+2H2O 11.2 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(任答一条)

【解析】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)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++3H2OAl(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；蒸发浓缩；冷却结晶；

(3)滤渣B中较活泼金属是铁，与稀硝酸能发生反应为4H++NO3-+Fe=Fe3++NO↑+2H2O，故答案为：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

16g m

解得：m=11.2g，故答案为：11.2；

(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。