题目内容

9．某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4，较多的CuSO4和少量Na2SO4．为了减少污染并变废为宝，工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜．请根据下列流程图，完成回收硫酸亚铁和铜的实验方案．（可供选择的试剂为铁粉、稀H2SO4、NaOH溶液等试剂）
（1）操作a的名称为过滤，所需要的玻璃仪器为漏斗、玻璃棒、烧杯．
（2）固体E的成分为Fe和Cu，加入的试剂④为稀硫酸，发生的化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑．
（3）加入试剂①的目的是将溶液中的Fe2+和Cu2+转化为沉淀，便于与含有Na+的溶液分离．
（4）从溶液D和溶液G中得到FeSO4.7H2O晶体的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥．
（5）若废水中硫酸亚铁、硫酸铜和硫酸钠组成的混合溶液，其中c（Cu2+）=0.1mol/L，c（Fe2+）=0.4mol/L，c（SO42-）=0.6mol/L，已知氢离子浓度忽略不计，则c（Na+）为0.2mol/L．

分析 先加过量碱，过滤得到Cu（OH）2，Fe（OH）2沉淀，滤液是Na2SO4、NaOH溶液，在Cu（OH）2，Fe（OH）2中加过量稀H2SO4，溶液C的成分为CuSO4，FeSO4、H2SO4；
在溶液中加过量铁，过滤出Fe、Cu，滤液D是FeSO4，在固体E中加过量稀H2SO4，过滤出Cu，实现了回收金属铜，滤液是FeSO4、H2SO4，最后溶液合一块，进行蒸发，浓缩，冷却结晶，过滤，就得到FeSO4•7H2O，回收硫酸亚铁，以此解答该题．

解答 解：先加过量碱，过滤得到Cu（OH）2，Fe（OH）2沉淀，滤液是Na2SO4、NaOH溶液，在Cu（OH）2，Fe（OH）2中加过量稀H2SO4，溶液C的成分为CuSO4，FeSO4、H2SO4；在溶液中加过量铁，过滤出Fe、Cu，滤液D是FeSO4，在固体E中加过量稀H2SO4，过滤出Cu，实现了回收金属铜，滤液是FeSO4、H2SO4，最后溶液合一块，进行蒸发，浓缩，冷却结晶，过滤，就得到FeSO4•7H2O，回收硫酸亚铁，
（1）操作a为过滤，用于分离固体和液体，用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯，故答案为：过滤；漏斗、玻璃棒、烧杯； 
（2）固体E为Fe和Cu，可加入硫酸，铁与硫酸反应生成硫酸亚铁，反应的化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，
故答案为：Fe和Cu；稀硫酸；Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；
（3）试剂①应为氢氧化钠，可将溶液中的Fe2+和Cu2+转化为沉淀，便于与含有Na+的溶液分离，故答案为：将溶液中的Fe2+和Cu2+转化为沉淀，便于与含有Na+的溶液分离；
（4）从溶液D和溶液G中得到FeSO4.7H2O晶体的操作为 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，
故答案为：蒸发浓缩；过滤；
（5）溶液呈电中性，根据电荷守恒可知：2c（Cu2+）+c（Na+）+2c（Fe2+）=2c（SO42-），c（Na+）=2×0.6mol/L-2×0.1mol/L-2×0.4mol/L=0.2 mol/L，
故答案为：0.2 mol/L．

点评 本题考查了无机物推断及物质的分离、提纯，为高频考点，侧重于学生的分析、实验能力的考查，根据物质的性质、物质之间的反应来分析解答，难度不大，解答本题时要注意混合物的分离要考虑为彻底分开而加入过量试剂，所以后一环节需要将之除去．

练习册系列答案
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10．常温下在下列溶液中加入足量的铁，充分反应后，生成气体最多的是（　　）
A．20 mL 12 mol/L的盐酸B．10 mL 18 mol/L的硫酸
C．80 mL 2 mol/L的硫酸D．40 mL 14 mol/L的硝酸
11．A、B、C、D是元素周期表中前36号元素，它们的核电荷数依次增大．第二周期元素A原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍且有3个能级，B原子的最外层p轨道的电子为半充满结构，C是地壳中含量最多的元素．D是第四周期元素，其原子核外最外层电子数与氢原子相同，其余各层电子均充满．请回答下列问题：
（1）A、B、C第一电离能最大的元素其基态原子有3种不同能量的电子．基态D原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1．
（2）A的最高价氧化物对应的水化物分子中，其中心原子采取sp2杂化；BC3-的空间构型为平面三角形（用文字描述）．
（3）1mol AB-中含有的π键数目为2NA．
（4）如图是金属Ca和D所形成的某种合金的晶胞结构示意图，则该合金中Ca和D的原子个数比是1：5．
（5）最新科技发现用高能射线照射液态氢化物H2C时，一个H2C分子能释放出一个电子，同时产生一种阳离子．该阳离子具有较强的氧化性，试写出该阳离子与S02的水溶液反应的离子方程式2H2O++SO2=4H++SO42-．
8．A、B、C、D、E五种短周期元素的原子序数依次增大，A、B、E的原子序数之和为36，A2-与B+具有相同的核外电子层结构．D的最高价氧化物对应的水化物具有两性，回答：
（1）元素符号AOCMgECl；
（2）E的阴离子结构示意简图；
（3）A的单质与B的单质在点燃条件下反应，生成物的化学式为Na2O2；
（4）D的单质与四氧化三铁高温下反应的化学方程式为8Al+3Fe3O4 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Al2O3+9Fe，若反应物恰好完全反应，则D的单质与四氧化三铁的质量比为9：29．
4．铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，如图是从铝土矿中制备铝的工艺流程：

（已知铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质）回答下列问题：
（1）写出铝元素在周期表中的位置第三周期ⅢA族，已知Fe的原子序数为26，原子最外层只有2个电子，则Fe的原子结构示意图为．
（2）在流程第三步“酸化”中，加入的最佳物质B是CO2或二氧化碳，反应的离子方程式为：AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-．
（3）工业上不用电解熔融AlCl3制取金属铝的原因是AlCl3是共价化合物，熔融状态下不导电．
（4）SiO2可用于工业制粗硅，反应的化学方程式为：SiO2+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑．
（5）现有a g铝热剂，含Al和Fe2O3，且高温条件下两者可恰好完全反应．如果将其投入足量的NaOH溶液中充分反应，在标准状况下可搜集到的气体的体积为$\frac{67.2a}{214}$L．（用含a的式子表示）
14．某化学兴趣小组按照下列流程进行“由镁铝合金制备硫酸铝晶体”的实验如图1．

（1）写出硫酸铝在水中的电离方程式Al2（SO4）3=2Al3++3SO42-，
（2）镁铝合金中加NaOH溶液的离子反应方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，滤液中通入足量CO2的化学方程式NaAlO2+CO2+2H2O=Al（OH）3+NaHCO3
（3）操作②包含的步骤有蒸发浓缩、冷却结晶（降温结晶）、过滤、干燥．
（4）金属X在CO2中燃烧的化学方程式2Mg+CO2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C
（5）该兴趣小组为测定镁铝合金中各组成的质量分数，设计如图2装置，则需要测定的数据（温度、压强除外）有氢气的体积、镁铝合金的质量．
1．某学生用KOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸
（1）配制溶液：①配制100mL1.5mol/L-1溶液，②取20mL 36.5%的盐酸稀释到200mL．配制KOH溶液时需要用的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、胶头滴管和100mL容量瓶．
（2）滴定：①以酚酞作指示剂，判断到达滴定终点的实验现象是溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不褪色．
②测定的结果如下表
测定次数盐酸的体积/mLKOH溶液的体积
滴定前刻度/mL滴定后刻度/mL
125.001.0221.03
225.002.0021.99
325.000.2020.20
据此通过计算可知实验测定的36.5%盐酸浓度为12mol/L．
18．25℃下，向20mL 0.2mol•L-1的氢氟酸中滴加0.2mol•L-1的NaOH溶液时，溶液的pH变化如图所示，请回答下列问题：
（1）在氢氟酸的稀溶液中，通过改变以下条件能使氢氟酸的电离程度增大的是AD．
A．升高温度      B．向溶液中滴入2滴浓盐酸
C．加入少量NaF固体   D．加水稀释
（2）在此温度下，氢氟酸的电离平衡常数Ka（HF）为5.3×10-4（保留两位有效数字）．
（3）常温下，将pH=a的盐酸Va L 与pH=b的NaOH溶液Vb L混合后恰好呈中性，则Va：Vb=10a+b-14（用含a、b的代数式表示）
（4）第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有3种．
19．甲、乙、丙、丁四种易溶于水的物质，分别由NH4+、Ba2+、Mg2+、H+、OH-、Cl-、HCO3-、SO42-中的不同阳离子和阴离子各一种组成，将甲溶液分别与其他三种物质的溶液混合，均有沉淀和气体生成，则乙、丙、丁不可能是（　　）
A．NH4ClB．Mg（HCO3）2C．H2SO4D．MgCl2

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