题目内容

(12分)某化学兴趣小组用只含有铝、铁、铜的工业废料制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)和胆矾晶体，以探索工业废料的再利用。其实验方案如下：

（1）写出合金与烧碱溶液反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）由滤液A制AlCl3溶液的途径有①和②两种，你认为较合理的途径及理由是：　 　　　　　　　  　                                 　　   　　　。
（3）滤液E若放置在空气中一段时间后，溶液中的阳离子除了和外，还可能存在　　　　　　　（用元素符号表示）。
（4）用滤渣F通过两种途径制取胆矾，与途径③相比，途径④明显具有的两个优点是：
　　　　　　　　　　　　　　　　  　、　　　　 　　　　 　　　　 　　　　　。
（5）途径④发生反应的化学方程式为：　　　　　　　　    　 　　　　　　　　。
（6）实验室从CuSO4溶液制取胆矾，操作步骤有蒸发浓缩、冷却结晶、　　　　　　、自然干燥。

(12分)
（1）2Al + 2OH + 2H2O = 2AlO2 + 3H2↑ (2分)
（2）②合理，途径②制得AlCl3溶液纯度高，①制取的AlCl3溶液中混有NaCl杂质（2分）
（3）Fe3+（2分）
（4）成本低；不产生有毒气体（合理给分）（各1分）
（5）2Cu+2H­2SO­­­4+O2===2CuSO­­­4+2H2O（2分）
（6）过滤洗涤（2分）

解析试题分析：（1）由题可知，与烧碱反应的物质应在滤液中，滤液通过反应最终生成的产物是AlCl3,所以合金中与烧碱反应的物质应为铝。
（2）途径①中生成的NaCl很难出去，途径②通过沉淀再溶解的方式可得到纯度较高的AlCl3。
（3）由题滤液E中含有和，Fe­2+­­在空气中暴露一段时间易被氧化为Fe3+
（4）首先途径③使用浓硫酸发生氧化还原反应Cu+2H­2SO­­­4（浓）=CuSO­­­4+SO2↑+2H2O;其次，浓硫酸的价格高于稀硫酸，会提高成本
（5）由题是Cu在稀硫酸的环境下与氧气发生氧化还原反应，其反应实质是碱性金属氧化物与酸的反应
（6）从溶液中提取溶质，操作步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、自然干燥。
考点：本题以兴趣实验为基础，考元素及化合物、离子方程式、化学实验基本操作、离子的转化等。

练习册系列答案
相关题目

某同学通过系列实验探究Mg及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是

A．将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁条于其中探究Mg的活泼性
B．将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成
C．将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀
D．将Mg(OH)2沉淀转入蒸发皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体

有a、b、c、d、e五种金属。已知：a、c均能与稀硫酸反应放出气体；b能与d的硝酸盐反应，置换出d单质；c与强碱溶液反应放出气体；c、e在冷浓硫酸中发生钝化。由此可判断a、b、c、d、e依次是（  ）

A．Al、Cu、Ag、Mg、Fe B．Fe、Cu、Al、Ag、Mg
C．Mg、Cu、Al、Ag、Fe D．Mg、Ag、Al、Cu、Fe

(2分)冶炼金属的三种常用方法是：①热分解法 ②热还原剂法 ③电解法。人类用量处在前三位的金属是铁、铝、铜。（填编号）
（1）冶炼铝用到的方法是              ；
（2）冶炼铁和铜的常用方法是             。

（10分） 某兴趣小组进行“活泼金属与酸反应”的实验，将5．4g的铝片投入500 mL 0．5 mol·L-1的硫酸溶液中，右图为反应产生氢气速率与反应时间的关系图。

（1）关于图像的描述不正确的是          （填序号，下同）；
① o→a段不产生产生H2是室温过低，反应难以发生。
② b → c段产生H2较快可能是反应放热，温度升高，加快了反应
③ c以后，产生H2速率逐渐下降原因可能是铝片趋于消耗完全
（2）在b到c这段时间内，收集到氢气VL（标准状况），则这段时间内用硫酸表示的平均速率为      mol/(L·s)（假设反应前后溶液体积不变）。
（3）其他条件不变，现换用500 mL 1 mol·L-1盐酸，产生氢气速率普遍较使用500 mL 0．5 mol·L-1硫酸的快，可能的原因是________；
（4）要加快铝与硫酸溶液制H2的反应速率，小组成员提出一系列方案，合理的有　　　  
①加入2 mol·L-1硝酸②加入少量CuSO4溶液 ③将铝片换成铝粉 ④增加硫酸的浓度至18 mol/L ⑤加CH3COONa固体； ⑥加入少量Na2SO4溶液
（5）催化剂会影响反应速率，请根据①反应写出FeCl3催化H2O2分解的另一反应原理（用离子方程式）①2Fe3++ H2O2= 2Fe2++ 2H+ +O2↑；②                                   ；

（8分）
某些化学反应可用下式表示A+B→→C+D+H2O。请回答下列问题：
（1）若A、C、D均含有氯元素，且A的化合价介于C与D之间，写出该反应的离子方程式：　　　　       。
（2）若C、D均为气体且都能使澄清石灰水变浑浊，则A与B的组合是　　          　 。
（3）若A、C均含有铝元素。①当B是盐酸时，C是　　       　  　　 ；
②当B是NaOH时，C是　　       　　 。

（14分）铝土矿(主要成分为Al2O3、SiO2、Fe2O3)是提取氧化铝的原料。提取氧化铝的工艺流程如下：
  
（1）滤液甲的主要成分是（写化学式）            　　　　　　　　　　　　
（2）写出反应 II 的离子方程式：                                                  
（3）结合反应II，判断下列微粒结合质子 ( H+) 的能力，由强到弱的顺序是        （填字母序号）
A．AlO2―       B．OH―        C．SiO32―
（4）取滤液甲少许，加入过量盐酸，过滤；再用惰性电极电解其滤液，两极均有气体产生，且全部逸出，在阴极区还有沉淀生成，最后沉淀消失。沉淀消失的原因可用离子方程式表示为：                                                                   
（5）取 （4） 电解以后的溶液 10.0 mL，经分析，该溶液中只含有两种等物质的量浓度的碱性溶质，向其中逐滴加入0.100 mol? L－1盐酸溶液，当加入50.0mL 盐酸溶液时，生成的沉淀恰好溶解。
①加入50.0mL 盐酸溶液发生的离子反应的先后顺序依次为：                    
②请画出生成沉淀的物质的量与加入盐酸体积的关系图。

（12分）（2012?山东）工业上由黄铜矿（主要成分CuFeS2）冶炼铜的主要流程如下：

（1）气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的　     　吸收．
a．浓H2SO4       b．稀HNO3
c．NaOH溶液     d．氨水
（2）用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在　        　（填离子符号），检验溶液中还存在Fe2+的方法是　                           　（注明试剂、现象）．
（3）由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为　                      　．
（4）以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质）的电解精炼，下列说法正确的是　       　．
a．电能全部转化为化学能
b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c．溶液中Cu2+向阳极移动
d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
（5）利用反应2Cu+O2+2H2SO4═2CuSO4+2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为　                    　．

某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性，他们提出
了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目：
方案Ⅰ：有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为_______________________________________
方案Ⅱ：有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池，以确定它们的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。
正极反应式：_______________________。
负极反应式：_______________________。
方案Ⅲ：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性的简单实验方案(与方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同)：______________________，用离子方程式表示其反应原理：________________________________。

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