题目内容

(7分)四氧化三铁可用于医疗器械、电子等工业。某实验兴趣小组从工厂采集废液(含FeSO4和少量ZnSO4、MgSO4),进行四氧化三铁的制备实验。
【阅读资料】
(1)25℃时,氢氧化物沉淀的pH范围如表所示。

 
Zn(OH)2
Fe(OH)2
Mg(OH)2
开始沉淀的pH
5.7
7.6
10.4
沉淀完全的pH
8.0
9.6
12.4
(2)25℃时,Zn(OH)2可溶于pH>10.5的碱溶液。
(3)制备Fe3O4的实验流程如下:

【回答问题】
(1)往废液中加入氢氧化钠溶液生成沉淀的化学方程式为                  (写出其中一个)。
(2)操作a的名称为        。该操作需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、         等。玻璃棒在此操作中的主要作用是                         。
(3)溶液1所含溶质有                      (至少写两种成分的化学式);溶液3所含溶质的主要成分为            (写名称)。

(1)  2NaOH+ZnSO4==Zn(OH)2↓ +Na2SO4或 2NaOH+FeSO4==Fe(OH)2↓ +Na2SO4              
(2)  过滤        漏斗         引流,防止液滴飞溅    
(3)   Na2SO4、NaOH、MgSO4中的两种            硫酸亚铁              

解析试题分析:(1)往废液中加入氢氧化钠溶液,且控制PH=9.6,结合氢氧化物沉淀的pH范围,Mg(OH)2开始沉淀的PH为10.4,所以不会沉淀,故往废液中加入氢氧化钠溶液生成沉淀的化学方程式为:2NaOH+ZnSO4==Zn(OH)2↓ +Na2SO4或 2NaOH+FeSO4==Fe(OH)2↓ +Na2SO4
(2)操作a是将固体与液体分离,是过滤操作,该操作需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗,玻璃棒在此操作中的主要作用是:引流,防止液滴飞溅
(3)溶液1是发生了反应:2NaOH+ZnSO4==Zn(OH)2↓ +Na2SO4和 2NaOH+FeSO4==Fe(OH)2↓ +Na2SO4,所以Na2SO4一定含有,而MgSO4没有参加反应,再加上NaOH可能过量,所以溶液1所含溶质有:Na2SO4、NaOH、MgSO4中的两种;固体1含有两种沉淀Zn(OH)2和=Fe(OH)2,继续加过量的NaOH,并且控制PH>10.5,根据25℃时,Zn(OH)2可溶于pH>10.5的碱溶液,所以固体2中就只含有Fe(OH)2,加入足量的稀硫酸,发生反应:Fe(OH)2+H2SO4==FeSO4↓+2H2O,故溶液3所含溶质的主要成分为硫酸亚铁
考点:基本实验操作,反应后溶液中溶质的判断,化学方程式的书写

练习册系列答案
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【观察与讨论1】甲同学在做实验时观察到的明显现象是   ①    。再滴加无色酚酞溶液,无明显现象(已知CaCl2溶液呈中性)。
【观察与讨论2】乙同学在做实验时开始没有观察到气泡产生,于是对碳酸钠能否与盐酸反应表示怀疑。甲同学通过查阅资料得知:在碳酸钠溶液中滴加少量稀盐酸,先发生反应Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3,继续滴加稀盐酸,再发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。所以甲同学认为,乙同学实验时还应    ②     ,才能观察到有气泡产生。
【观察与讨论3】甲同学先将废液缓慢倒入一洁净的废液杯中,乙同学在观察到气泡产生后,也将实验废液缓慢倒入该废液杯中,没有观察到明显现象。经过讨论确定,甲同学的试管中废液含有的溶质一定有 ③ ,乙同学的试管中废液含有的溶质一定有 ④ (均写化学式)。
为了处理实验后产生的废液,甲、乙同学决定对废液杯中最终废液溶质的成分进行探究。
【提出问题】最终废液中含有什么溶质?
【猜想与假设】猜想1:废液中含有     ⑤     (写化学式)两种溶质。
猜想2:废液中含有     ⑥     (写化学式)三种溶质。
猜想3:废液中含有NaHCO3、CaCl2、 NaCl三种溶质。
【活动与探究】甲、乙同学为了验证猜想,进行了如下实验:
甲同学实验:取少量废液于试管中,向其中滴加盐酸,无气泡产生。
乙同学实验:取少量废液于试管中,向其中滴加紫色石蕊试液,溶液变红色。
【结论与反思】(1)猜想     ⑦        (填“1”或“2” 或“3”)正确。
(2)要得到相同的结论,还可采用很多种方法。如加入氧化铁粉末,可观察到溶液呈 ⑧  色,该反应的化学方程式为    ⑨      。
【表达与交流】甲、乙同学确认了最终废液中溶质的成分,若直接排放,可能造成的危害是
       ⑩            ,你认为处理该废液的方法是    ?    。

有一包黑色粉末,可能由C、CuO、Fe三种物质中的一种或几种组成。某化学兴趣小组为了探究它的成分,按如下步骤进行实验。
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   烧杯中可能出现的现象
   结论
①                               
 只含C
②固体部分溶解,溶液变成蓝色,无气泡
 
             
③有黑色不溶物,有气泡逸出,溶液呈浅绿色
含C、Fe
(2)通过实验及分析,确定该粉末为C、CuO的混合物。为了进一步探究C、CuO的性质,他们又利用这种混合物补充做了下面两个实验。
【实验一】将此粉末敞口在空气中灼烧完全,待冷却到室温后,取剩余固体于烧杯中,再加入过量稀硫酸,反应完全后,静置。烧杯中   (填“有”或“无”)不溶物,溶液呈     色。
【实验二】将此粉末隔绝空气加热(若碳完全反应),待冷却到室温后,取剩余固体于烧杯中,再加入过量稀硫酸,反应完全后,静置。请回答:①烧杯中       (填“有”或“无”)不溶物;②若静置后溶液呈无色,则该溶液中溶质是       (写化学式);③若静置后溶液呈蓝色,该实验过程中所发生反应的化学方程式        、          。

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