Question

15．为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用，化学科技小组的同学进行了一系列实验探究．甲同学设计的实验方案如下：

请回答：
（1）操作①用到的玻璃仪器有烧杯漏斗、玻璃棒；
（2）写出反应②的离子反应方程式：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．
（3）操作②的具体步骤是加热蒸发、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥．
（4）一定温度下，乙同学将绿矾配成约0.1mol•L^-1 FeSO₄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$\stackrel{2-}{4}$）-c（Fe²⁺）=5×10^-4 mol•L^-1（填数值）．
（5）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．0.10mol•L^-1 NaOH溶液                 b．0.02mol•L^-1 KMnO₄酸性溶液
c．0.20mol•L^-1 KMnO₄酸性溶液            d．0.10mol•L^-1 KSCN溶液
滴定终点的现象是滴入最后一滴0.02mol•L^-1KMnO₄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．

Answer 1

分析 合金加入足量的烧碱溶液后，金属铝溶解，过滤得滤渣为铁、铜；滤液A中含偏铝酸钠，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，得到滤液D为硫酸亚铁溶液，蒸发浓缩、降温结晶得到绿矾，滤渣E主要为铜，铜中加和稀硫酸再加氧化剂Y如双氧水等，得硫酸铜溶液，蒸发浓缩、降温结晶得到胆矾，
（1）操作①为过滤，过滤用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒；
（2）反应②为偏铝酸盐可以和二氧化碳气体反应生成氢氧化铝沉淀；
（3）操作②为从硫酸亚铁溶液中获得绿矾晶体，晶体中有结晶水，所以要用降温结晶的方法；
（4）FeSO₄溶液中，亚铁离子水解使溶液呈酸性，根据电荷守恒可计算出c（SO₄^2-）-c（Fe²⁺）的值；
（5）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，滴定终点时，溶液会出现浅紫色（或浅紫红色），据此答题．

解答 解：合金加入足量的烧碱溶液后，金属铝溶解，过滤得滤渣为铁、铜；滤液A中含偏铝酸钠，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，得到滤液D为硫酸亚铁溶液，蒸发浓缩、降温结晶得到绿矾，滤渣E主要为铜，铜中加和稀硫酸再加氧化剂Y如双氧水等，得硫酸铜溶液，蒸发浓缩、降温结晶得到胆矾，
（1）操作①为过滤，过滤用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，
故答案为：漏斗、玻璃棒；
（2）反应②为偏铝酸盐可以和二氧化碳气体反应生成氢氧化铝沉淀，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）操作②为从硫酸亚铁溶液中获得绿矾晶体，具体操作为加热蒸发、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，
故答案为：加热蒸发、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；
（4）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（SO₄^2-）-2c（Fe²⁺）=c（H⁺）-c（OH^-）=1×10^-3，所以（SO₄^2-）-c（Fe²⁺）=5×10^-4，
故答案为：Fe²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺；5×10^-4；
（5）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 本题为生产流程题，涉及金属的回收、环境保护、氧化还原反应、物质的分离提纯和除杂等问题，题目较为综合，做题时注意仔细审题，从题目中获取关键信息．本题难度中．