题目内容

10．某课外小组探索利用废合金（含有铝、铁、铜）粉末制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体和胆矾晶体，其实验方案如图：

试回答下列问题：
（1）操作①的名称为过滤，所用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒还有漏斗．
（2）写出A→D反应离子方程式AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-．
（3）滤液E经蒸发浓缩、冷却结晶得绿矾晶体．
（4）由滤渣F制CuSO4溶液有途径I和途径Ⅱ两种，你认为最佳途径是途径Ⅱ，理由是途径Ⅰ消耗硫酸量多，且产生二氧化硫污染环境．
（5）一定温度下，某同学将绿矾配成约0.1mol•L-1FeSO4溶液，测得溶液的pH=3．请用离子方程式解释原因：Fe2++2H2O?Fe（OH）2+2H+；该溶液中c（SO${\;}_{4}^{2-}$）-c（Fe2+）=5×10-4mol•L-1（填数值）．
（6）若要测定所配溶液中Fe2+的准确浓度，取20.00mL溶液于锥形瓶中，可再直接用下列b（填编号）标准溶液进行滴定：
a．0.1mol•L-1NaOH溶液             b．0.02•L-1KMnO4酸性溶液
c．0.20mol•L-1KMnO4酸性溶液        d．0.10mol•L-1KSCN溶液
滴定终点的现象是滴入最后一滴0.02 mol•L-1 KMnO4酸性溶液，溶液由无色变为浅紫色（或浅紫红色），且30s内不褪色．

分析 废合金（含有铝、铁、铜）粉末中加入足量烧碱溶液，只有铝与其反应而溶解，过滤后得滤渣B的成分为铁和铜，滤液A为偏铝酸钠溶液；滤液A中通入过量的二氧化碳气体，得氢氧化铝沉淀，滤渣B中加入稀硫酸，过滤得滤液E为硫酸化亚铁溶液，将硫酸亚铁溶液经蒸发浓缩、冷却结晶得绿矾晶体，然后再经过滤、用酒精洗涤、干燥即得成品，用酒精洗涤可以减少硫酸亚铁的溶解而损失，同时容易干燥，滤渣F为铜，途径Ⅰ为铜与足量的浓硫酸生成硫酸铜，同时会生成二氧化硫气体，途径Ⅱ为铜与氧气反应生成氧化铜，氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜，所以途径Ⅱ中硫酸利用率高且没有污染，据此答题．

解答 解：（1）操作①的名称为过滤，所用的仪器除铁架台、铁圈和烧杯，还需要的用品有漏斗、玻璃棒、滤纸，
故答案为：过滤；漏斗；
（2）A→D为偏铝酸钠溶液与过量的二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠，反应的离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-，
故答案为：AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-；
（3）硫酸亚铁溶液经蒸发浓缩、冷却结晶得绿矾晶体，然后再经过滤、洗涤、干燥即得成品，
故答案为：冷却结晶；
（4）由上面分析可知，由滤渣F制CuSO4溶液最好用途径Ⅱ，因为途径Ⅰ消耗硫酸量多，且产生二氧化硫污染环境，
故答案为：途径Ⅱ；途径Ⅰ消耗硫酸量多，且产生二氧化硫污染环境；
（5）FeSO4溶液中，亚铁离子水解使溶液呈酸性，反应的离子方程式为Fe2++2H2O?Fe（OH）2+2H+，根据电荷守恒有2c（SO42-）-2c（Fe2+）=c（H+）-c（OH-）=1×10-3，所以（SO42-）-c（Fe2+）=5×10-4，
故答案为：Fe2++2H2O?Fe（OH）2+2H+；5×10-4；
（6）要测定所配溶液中Fe2+的准确浓度，可用酸酸性高锰酸钾溶液滴定，选用酸酸性高锰酸钾溶液时，溶液的浓度适当稀一点较好，这样滴定的准确度较高，所以选b，滴定终点的现象是滴入最后一滴0.02 mol•L-1 KMnO4酸性溶液，溶液由无色变为浅紫色（或浅紫红色），且30s内不褪色，
故答案为：b； 滴入最后一滴0.02 mol•L-1 KMnO4酸性溶液，溶液由无色变为浅紫色（或浅紫红色），且30s内不褪色．

点评 本题主要考查了从工业废料中制取纯净物，注意从框图转化中找出有用信息，利用有关的化学反应进行解答，难度中等．

练习册系列答案
相关题目
17．某学生血液化验单中“葡萄糖”的结果为5.04×10-3mol•L-1．这里的“5.04×10-3 mol•L-1”表示葡萄糖的（　　）
A．物质的量B．摩尔质量C．质量分数D．物质的量浓度
1．以下是25℃时几种难溶电解质的溶解度：
难溶电解质Mg（OH）2Cu（OH）2Fe（OH）2Fe（OH）3
溶解度/g9×10-41.7×10-61.5×10-43.0×10-9
在无机化合物的提纯中，常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些杂质离子．例如：
①为了除去氯化铵中的杂质Fe3+，先将混合物溶于水，再加入一定量的试剂反应，过滤结晶即可；
②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe3+，先将混合物溶于水，加入足量的氢氧化镁，充分反应，过滤结晶即可；
③为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe2+，先将混合物溶于水，加入一定量的H2O2，将Fe2+氧化成Fe3+，调节溶液的pH=4，过滤结晶即可．
请回答下列问题：
（1）上述三种除杂方案都能够达到很好的效果，Fe3+、Fe2+都被转化为Fe（OH）3（填化学式）而除去．
（2）①中加入的试剂应该选择氨水为宜，其原因是不会引入新的杂质．
（3）②中除去Fe3+所发生的离子方程式为2Fe3+（aq）+3Mg（OH）2（s）═3Mg2+（aq）+2Fe（OH）3（s）．
（4）下列与方案③相关的叙述中，正确的是ACDE．
A．H2O2是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质，不产生污染
B．将Fe2+氧化为Fe3+的主要原因是Fe（OH）2沉淀比Fe（OH）3沉淀较难过滤
C．调节溶液pH=4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜
D．Cu2+可以大量存在于pH=4的溶液中
E．在pH＞4的溶液中Fe3+一定不能大量存在．
18．亚氯酸钠（NaClO2）是重要的漂白剂．某小组开展如下实验，按如图装置制取无水NaClO2晶体，回答下列问题：

已知：NaClO2饱和溶液在低于38℃时析出NaClO2•3H2O，高于38℃时析出NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl．
（1）装置C的作用是防止D瓶溶液倒吸到B瓶中；
（2）已知装置B中的产物有ClO2气体，则B中反应的方程式为2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O；装置D中反应生成NaClO2的化学方程式为2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2；
（3）从装置D反应后的溶液中获得无水NaClO2晶体的操作步骤为：①减压，55℃蒸发结晶；②趁热过滤；③用38℃～60℃热水洗涤；④在在低于60℃条件条件下干燥得到成品．
（4）如果撤去D中的冷水浴，可能导致产品中混有的杂质是NaClO3和NaCl；
（5）测定样品中NaClO2的纯度．测定时进行如下实验：
准确称一定质量的样品，加入适量蒸馏水和过量的KI晶体，在酸性条件下发生如下反应：ClO2-+4I-+4H+═2H2O+2I2+Cl-将所得混合液稀释成100mL待测溶液．取25.00mL待测溶液，加入淀粉溶液做指示剂，用c mol•L-1 Na2S2O3标准液滴定至终点，测得消耗标准溶液体积的平均值为V mL（已知：I2+2S2O32-═2I-+S4O62-）．请计算所称取的样品中NaClO2的质量为90.5c•V•10-3g．
5．作为高中生，学会利用我们课堂上学到的知识来解决生活中的一些问题，是我们学习的重要目的之一．某中学的化学实验兴趣小组，一行四人，利用实验室老师提供的基本仪器和药品，自行购置了鸡蛋，食醋等生活用品，进行了如下探究．
I．甲同学老家在山西，对儿时在家乡品尝到的山西老陈醋的滋味记忆犹新，而今总是觉得超市买到的醋不如儿时的味道，查阅相关资料后，得知以下信息：
①醋分两种，酿造醋和配制醋．正宗的老陈醋必须经长久时间酿造才得此美味，市场上多充斥着工业醋酸加水勾兑的配制醋．
②酿造醋国家标准为醋酸含量必须大于3.50g/100mL，而配制醋国家标准仅为1.50g～3.50g/100mL．
③在老师的帮助下，测定了超市购买的食醋中，醋酸的物质的量浓度为0.75mol/L．
（1）请帮助甲同学计算从超市购买的食醋中醋酸含量为4.50g/100mL，属于酿造醋（填“酿造”或“配制”，醋酸的化学式为CH3COOH）．
（2）请写出醋酸与鸡蛋壳（主要成分为CaCO3）反应的离子方程式2CH3COOH+CaCO3=2CH3COO-+CO2↑+H2O+Ca2+．
II．图1是该学校化学实验室浓盐酸试剂标签上的部分内容．乙同学现用该浓盐酸配制100mL 1mol•L-1的稀盐酸．可供选用的仪器有：①胶头滴管；②烧瓶；③烧杯；④药匙；⑤量筒；⑥托盘天平；⑦玻璃棒．请回答下列问题：
（1）配制稀盐酸时，还缺少的仪器有100 ml容量瓶．
（2）经计算，配制100mL1mol•L-1的稀盐酸需要用量筒量取上述浓盐酸的体积为8.5mL
（3）对所配制的稀盐酸进行测定，发现其浓度小于1mol•L-1，引起误差的原因可能是CD．
A．定容时俯视容量瓶刻度线       
B．容量瓶在使用前未干燥，里面有少量蒸馏水
C．转移溶液后，未洗涤烧杯和玻璃棒
D．定容摇匀后发现液面低于容量瓶的刻度线，再加水至刻度线
III．丙同学对课堂上学到的胶体的相关知识产生了浓厚兴趣．
（1）他利用买来的鸡蛋的蛋清配制成溶液，用激光笔照射溶液，发现一条光束穿过鸡蛋清溶液，此现象称为丁达尔效应．
（2）他将乙同学配制好的盐酸溶液加入到鸡蛋清溶液中，发现出现絮状沉淀，此现象称为胶体的聚沉．
IV．丁同学试图测定CO2的相对分子质量．
①利用丙同学用完后剩下的鸡蛋壳和乙同学配制好的稀盐酸溶液制备CO2；
②查询相关书籍后，设计了如图2装置：

（1）B装置在此处无必要（填写“有”、“无”）请简述原因排水法收集气体，不需要对气体进行干燥．
（2）A装置中的饱和NaHCO3的作用吸收（除去）CO2中混有的HCl杂质．
（3）实验前测得C装置（含水）重量为50.00g，实验完毕后C装置（含水）重量为40.02g，D中量筒读数为10.0mL，已知相同条件下H2密度为0.09g/L，请根据以上数据用相对密度法计算CO2的相对分子质量为44.4（保留一位小数）．
15．为探索工业废料的再利用，某化学兴趣小组设计了如下实验流程，用含有铝、铁和铜的合金废料制取无水氯化铝、绿矾晶体（FeSO4•7H2O）和胆矾晶体．

请回答：
【制备无水氯化铝】
（1）步骤Ⅰ进行的实验操作所需要的玻璃仪器是漏斗、烧杯、玻璃棒；
（2）步骤Ⅱ生成固体C的离子方程式是AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-；
（3）进行步骤Ⅱ时，该小组用如下图所示装置及试剂制取CO2并将制得的气体通入溶液A中．一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少．为了避免固体C减少，可采取的改进措施是在装置a、b之间增加一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶（合理即可）；
（4）由AlCl3溶液制备无水AlCl3的实验过程如下：
①由AlCl3溶液制备氯化铝晶体（AlCl3•6H2O）涉及的操作为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤；
②将AlCl3•6H2O溶于浓硫酸进行蒸馏，可以得到一定量的无水AlCl3，此原理是利用浓硫酸下列性质中的bc（填字母）．
a．氧化性  b．吸水性  c．难挥发性  d．脱水性
【制备胆矾晶体】
（5）用固体F制备CuSO4溶液，可设计以下三种途径，你认为的最佳途径为②．（填序号）
【测定FeSO4•7H2O含量】
（6）称取制得的绿矾样品10.0g，溶于适量的稀硫酸中，配成100mL溶液，准确量取25.00mL该液体于锥形瓶中，再用0.1000mol/L KMnO4标准溶液滴定．用同样的方法滴定3次，平均消耗15.00mL标准液，则样品中FeSO4•7H2O的质量分数为83.4%．（已知Mr（FeSO4•7H2O）=278）
2．高锰酸钾是锰的重要化合物和常用氧化剂，在实验室和医疗上有非常广泛的应用．以下是工业上用软锰矿（主要含MnO2）制备高锰酸钾晶体的一种工艺流程：

（1）上述生产过程中，由软锰矿制得K2MnO4的化学方程式是2MnO2+4KOH+O2$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2K2 MnO4+2H2 O．
（2）上述流程中可以循环利用的有（写化学式）KOH、MnO2等物质．由母液制得KOH应加入的物质是Ca（OH）2．
（3）若不进行循环利用、不考虑制备过程中的损失，需要1.5molMn02才能制得1mol  KMnO4．
（4）在实验室熔融KOH不能选用瓷坩埚的原因是SiO2+2NaOH═Na2 SiO3+H2O，操作I的名称是过滤，操作Ⅱ是根据KMnO4和K2CO3两种物质在溶解度上的差异，采用蒸发结晶（填操作步骤）、趁热过滤得封KMn04粗晶体．
（5）请设计一个实验方案来检验制得的KMnO4粗晶体中还含有K2CO3，并按要求填写表．
    实验方法    实验现象及结论
取少量待测物于试管中，加水溶解后，滴加少量稀硫酸出现无色气体溢出
19．在一体积固定为10L的密闭恒温容器中充入1.5mol氨气，发生反应：2NH3（g）?N2（g）+3H2（g）△H=93KJ/mol反应容器中NH3物质的量随时间的变化如图所示：
（1）2min时反应进入化学平衡状态，此时容器内物质浓度c（H2）=0.195mol/L．
（2）0～2min内以NH3表示的平均反应速率v（NH3）=0.065mol/（L•min）．
（3）依图中曲线判断、0～2min内NH3分解反应是先快后慢（填“先快后慢”或“先慢后快”或“匀速进行”）．
（4）容器内起始时与平衡时的压强比为15：28．
20．下列有关方程式书写正确的是（　　）
A．醋酸溶液与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为H++OH-=H2O
B．H2S在水溶液中的电离：H2S+H2O?H3O++HS-
C．甲烷的燃烧热为890.3 kJ•mol-1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O （g）△H=-890.3 kJ•mol-1
D．双氧水中加入稀硫酸和KI溶液：H2O2+2I-+H+═I2+2H2O

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