Question

【题目】为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用,甲同学设计的实验方案如下:

请回答:

（1）胆矾的化学式为___________。

（2）写出反应①的化学方程式____________________,反应②生成沉淀的离子方程式____________________。

（3）为了检测滤液D中含有的金属离子,可设计实验方案为(试剂自选)：__________________________________。

（4）在滤渣B中滴加稀硫酸时,发现反应速率比一般的铁粉反应要快,其原因是_______________________________________________。

（5）若考虑绿色化学工艺,在滤渣E中加入稀硫酸和试剂Y制胆矾晶体,试剂Y为具有强氧化性的无色液体,则反应④的总化学方程式为___________;若不考虑绿色化学工艺, 试剂Y可选1 mol·L-1的硝酸,欲使3 mol Cu全部溶解且溶液中含铜元素的溶质仅为CuSO4,则需该硝酸的体积为_______L。

Answer 1

【答案】CuSO4·5H2O 2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑ AlO2-+CO2+2H2OAl(OH)3↓+HCO3- 用试管取少量滤液D,向滤液中滴加KSCN(或NaSCN、或NH4SCN)溶液无明显现象,再滴入氯水(或H2O2溶液,或通入Cl2),若变成红色,则溶液中存在Fe2+或者用试管取少量滤液D,向滤液中滴加几滴K3[Fe(CN)6],若有蓝色沉淀生成，则溶液中存在Fe2+ 铜、铁与稀硫酸形成了原电池 Cu+H2O2+H2SO4CuSO4+2H2O 2

【解析】

合金加入足量的烧碱溶液后，金属铝溶解，滤渣为铁、铜；滤液A中通入二氧化碳气体，得到氢氧化铝沉淀；滤渣B加入稀硫酸，铁与稀硫酸反应，且会形成铁铜原电池。

（1）胆矾为五水合硫酸铜，化学式为CuSO45H2O，故答案为：CuSO45H2O；

（2）金属铝可以和强碱氢氧化钠发生反应生成偏铝酸钠和氢气，即2Al+2NaOH+2H2O=

2NaAlO2+3H2↑，偏铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳，生成氢氧化铝沉淀，即AlO2-+CO2+2H2O═Al（OH）3↓+HCO3-，故答案为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；AlO2-+CO2+2H2O═Al（OH）3↓+HCO3-；
（3）亚铁离子可以和强碱反应生成氢氧化亚铁沉淀，迅速被氧化为氢氧化铁，故亚铁离子的检验方法：用试管取少量滤液D，向滤液中滴加铁氰化钾，有蓝色沉淀产生，液则中存在Fe2+，或向滤液中滴加KSCN（或NaSCN、或NH4SCN）]溶液无明显现象，再滴入氯水（或双氧水，或通入Cl2）若变成血红色，则溶液中存在Fe2+，故答案为：用试管取少量滤液D，向滤液中滴加铁氰化钾，有蓝色沉淀产生，液则中存在Fe2+，或向滤液中滴加KSCN（或NaSCN、或NH4SCN）]溶液无明显现象，再滴入氯水（或双氧水，或通入Cl2）若变成红色，则溶液则中存在Fe2+；

（4）在滤渣B中滴加稀硫酸时，溶液中铜、铁与稀硫酸形成了许多微小的原电池，构成了电化学腐蚀，加快了反应速率，故答案为：铜、铁与稀硫酸形成了原电池；

（5）双氧水是一种绿色氧化剂，在双氧水的作用下，金属铜可以和硫酸发生反应：Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O，铜和硝酸、硫酸反应化学方程式：3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4++2NO↑+4H2O，3mol Cu全部溶解消耗硝酸2mol，则该硝酸的体积=2mol÷1mol/L=2L，故答案为：Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O；2.