题目内容

某化学兴趣小组用只含有铝、铁、铜的工业废料制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)和胆矾晶体，以探索工业废料的再利用。其实验方案如下：

（1）写出合金与烧碱溶液反应的离子方程式：                                                 。
（2）由滤液A制AlCl3溶液的途径有①和②两种，途径②中通入的某气体（固态时可用于人工降雨），写出该气体的电子式     。你认为较合理的途径是    （填①或②），理由是：                          。
（3）滤液E若放置在空气中一段时间后，溶液中的阳离子除了和外，还可能存在           （用离子符号表示），检测该离子的方法是                               。
（4）用滤渣F通过两种途径制取胆矾，与途径③相比，途径④明显具有的两个优点是：                          、                               。
（5）途径④发生的反应的化学方程式为：                                                       。
（6）实验室从CuSO4溶液制取胆矾，操作步骤有蒸发浓缩、冷却结晶、          、自然干燥。


（1）2Al +2OH― + 2H2O = 2AlO2― +3H2↑ (2分)
（2）  (1分) ②  (1分) 途径①制取的AlCl3溶液中混有NaCl杂质(1分)
（3）Fe3＋ (1分) 取样，滴加KSCN，若变血红色，则有Fe3＋ 。(1分)
（4）成本低 (1分，合理给分，后同) ；不产生有毒气体 (1分)
（5）2Cu +2H2SO4 +O2→ 2CuSO4 +2H2O   (2分)
（6）过滤洗涤 (1分)

解析试题分析：
（1）铝、铁、铜只有铝与烧碱溶液反应。
（2）与NaAlO2反应生成Al(OH)3，固态时可用于人工降雨，气体是CO2 ；NaAlO2 +4HCl=AlCl3+NaCl+2H2O 所以AlCl3溶液中混有NaCl杂质。
（3）Fe2＋被空气氧化成Fe3＋；Fe3＋与KSCN反应，变血红色而Fe2＋不能。
（4）途径③Cu+2H2SO4= CuSO4+ SO2↑+2H2O
途径④ 2Cu +2H2SO4 +O2 = 2CuSO4 +2H2O途径④用稀H2SO4成本低，不产生有毒气体
考点：本题以化学实验为基础，考查元素及其化合物和实验等知识。

练习册系列答案
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氯化铜是一种广泛用于生产颜料、用木材防腐剂的化工产品。某研究性学习小组用粗铜（含杂质Fe）按下述流程制备氯化铜晶体。

（1）固体A用稀盐酸溶解而不用水溶解的原因是________。
（2）加试剂X用于调节pH以除去杂质，X可选用下列试剂中的____（填序号）。

A．NaOHB．NH3.H2OC．CuOD．Cu(OH)2E. CuSO4
（3）滤液B经一系列操作可得氯化铜晶体，操作的程序依次为_________ 、_________、 过滤、自然干燥。
（4）实验室采用如下图所示装置，可使粗铜与Cl2反应转化为固体A（部分加热仪器和夹持装置已略去）。

①该装置中仪器a的名称是____，其中发生反应的离子方程式是____________。
②有同学认为应在浓硫酸洗气瓶前增加吸收HCI的装置，你认为是否必要？____________（填“是”或“否”）。
③该装置存在一定的安全隐患，消除该安全隐患的措施是_______________________。

利用废的生铁丝（表面有铁锈）、硫酸铜废液(含硫酸亚铁)和被有机物污染的废铜粉制备硫酸铜晶体。生产过程如下图：

试回答下列问题：
(1)铁丝在投入硫酸铜废液前需用稀H2SO4进行处理，其目的是__________________，可能发生反应的离子方程式有Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑、_____________________、__________________。
(2)废铜粉与还原所得铜粉混合灼烧，检验发现灼烧后得到的是CuO和少量Cu的混合物。原因是：
①灼烧不充分Cu未被完全氧化。
②CuO未被还原。还原剂是_______________。
(3)为了使灼烧后的混合物充分酸溶，在加入稀H2SO4的同时，也加入适量的H2O2溶液，并控温在50～60℃，持续反应1h。请回答下列问题：
①反应时温度必须控制在50～60℃，温度不宜过高，这样操作的目的_____；
②写出反应的化学方程式：_____________、________________________________。
(4)由硫酸铜溶液得到硫酸铜晶体的实验操作为________________________。
(5)直接向灼烧后的混合物中加入浓硫酸并加热进行酸溶，也可达到充分酸溶的目的，但实际操作中较少使用，原因可能是_________________。

ZnO具有抗菌性，也是重要的轮胎添加剂。工业上由粗ZnO(含FeO、CuO)制备活性ZnO流程如下：

已知此溶液中Fe2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+形成氢氧化物的pH如下表：

离子
开始沉淀的pH
完全沉淀的pH
Fe2+
6.4
8.4
Fe3+
2.4
3.1
Cu2+
5.2
6.7
Zn2+
6.8
9
 
(1)实验室中用98％H2SO4来配制100 mL60％稀硫酸所需使用的玻璃仪器有：烧杯、量筒、    、     、           。
(2)写出在A中加H2O2的离子方程式：                    。
(3)向A中可以加入           (写化学式)调节溶液pH范围在        之间；沉淀C为        。
(4)碱式碳酸锌[Zn3(OH)4CO3·H2O]焙烧制备活性ZnO的化学方程式为                    。

黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一。其中炉渣的主要成分 是FeO、Fe2O3、SiO2、Al2O3。各物质有如下转化关系,请回答：

（1）写出能证明SO2具有氧化性且现象明显的化学方程式________________。
（2）用NaOH溶液吸收SO2所得NaHSO3溶液pH＜7，则该溶液中存在离子的物质的量浓度由大到小的顺序是________。
（3）写出Cu2S熔炼制取粗铜的化学方程式________________________
（4）废电解液中常含有Pb2+、Zn2+，向废电解液中加入Na2S溶液，当有PbS和ZnS沉淀时，C(Zn2+): C(Pb2+)＝________。[已知：Ksp(PbS)＝3.4×10－28mol2·L－2、Ksp(ZnS)＝1.6×10－24mol2·L－2）]
（5）写出证明溶液I中含有Fe2+的实验过程________________。
（6）Na2FeO4能杀菌净水的原因是________________。
（7）Na2FeO4和Zn可以组成碱性电池，其反应式为:3Zn+2FeO42-+8H2O＝3Zn(OH)2+2Fe(OH)+4OH-。请写出放电时正极电极反应式________________。

铜是一种与人类关系非常密切的有色金属。常温下，Cu2+在溶液中稳定，Cu+在酸性条件下易发生歧化反应：2Cu+=Cu2++Cu；大多数+1价铜的化合物是难溶物，如：Cu20、Cul、CuCl、CuH 等。
（1）在CuCl2溶液中逐滴加入过量KI溶液，可能发生的反应有：
2Cu2++4I-=2CuI↓（白色）+I2; 2Cu2++4I-+2Cl-=CuCl↓（白色）+I2
已知：常温下Ksp(CuCl)=1.20×10-6(mol/L)2; Ksp(CuI)=5.06×10-12(mol/L)2。由此推断上述反应生成主要沉淀物的化学式是______。
（2）向CuH中加入过量稀HC1，有气体生成，该反应的离子方程式为______。
（3）将冰铜（由Cu2S和FeS熔合成含Cu 18%—20%的一种物质）加入熔剂，在髙温下吹入空气，冰铜中的Cu2S被氧化为Cu2O，生成的Cu2O与Cu2S反应生成粗铜。上述两个反应的化学方程式分别是______、______。
（4）常温下，向0.20 mol ? L-1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠溶液，生成浅蓝色氢氧化铜沉淀，当溶液的pH = 6时，c(Cu2+)=______mol.L?1。[已知：Ksp(CuI)=2.2×10-20(mol/L)3]
（5）将0.80 gCuSO4 ? 5H2O样品加热分解，其脱水过程中固体质量随温度的变化如下图所示。

请确定110°C时固体物质的化学式____________。（要求写出推断过程）

I．铁是人体必须的微量元素，绿矾（FeSO4·7H2O）是治疗缺铁性贫血药品的重要成份。
（1）FeSO4溶液在空气中会因氧化变质产生红褐色沉淀，其发生反应的离子方程式是          ；实验室在配制FeSO4溶液时常加入     以防止其被氧化，请你设计一个实验证明FeSO4溶液是否被氧化             。
（2）测定绿矾样品含量的实验步骤：
a. 称取5.7g样品，溶解，配成250mL溶液
b.量取25mL待测溶液于锥形瓶中
c.用硫酸酸化的0.01mol/L KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积为40mL
根据以上步骤回答下列问题：
①用硫酸酸化的KMnO4滴定终点的标志是          。
②计算上述产品中FeSO4·7H2O的质量分数为          。
II．硫酸亚铁铵（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O]较硫酸亚铁不易被氧气氧化，常用于代替硫酸亚铁。
（3）硫酸亚铁铵不易被氧化的原因          。
（4）为检验分解产物的成份，设计如下实验装置进行实验，加热A中硫酸亚铁铵至分解完全。

①A中固体充分加热较长时间后，通入氮气，目的是          。
②装置B中BaC12溶液的作用是为了检验分解产物中是否有SO3气体生成，若含有该气体，观察到的观象为          。
③实验中，观察到C中有白色沉淀生成，则C中发生的反应为          （用离子方程式表示）

(13分）某种电池的正极材料，可通过下列方法制得：
①称取一定量的固体铁氧体磁性材料溶于过量盐酸，接着先后加入双氧水和氢氧化钠溶液，静置24 h,过滤
②将沉淀加入反应瓶中，加入过量的氢氟酸溶液，80'c恒温加热24 ha
③蒸发多余氢氟酸和水，得淡红色FeF3凝胶
④在干燥箱中，以1000C预处理6 h,最后掺入铁氧体磁性材料混合研磨制得正极材料
（1）加入双氧水的作用是＿＿＿（用离子方程式表示）
（2）步骤②的反应瓶材质可能是＿＿＿（填序号）
A．玻璃　B．陶瓷　C．聚四氟乙烯
（3）加氢氟酸反生反应的化学方程式为＿＿＿＿
（4）从安全的角度考虑，在实验室里制三氟化铁时应在＿＿＿＿中进行
（5）三氟化铁与Li在固体电解质铁氧体中发生置换反应，产生的电流可供电脑使用，该电池反
应的化学方程式为＿＿＿＿
（6）取上述铁氧体样品溶于足量盐酸，在通入标准状况下672 mL C12, Fe2＋恰好被完全氧化成
Fe3十，然后把溶液蒸干，灼烧至恒重得9．6 g固体，则该铁氧体的化学式为＿＿＿＿。

（14分）钠的化合物在工农业生产和人们的日常生活中有着广泛的应用，其中Na2O2常用作漂白剂和潜水艇中的供氧剂。Na2O2有强氧化性，H2具有还原性，某同学根据氧化还原反应的知识推测Na2O2与H2能反应。为了验证此推测结果，该同学设计并进行如下实验，实验步骤和现象如下。

步骤1：按下图组装仪器（图中夹持仪器省略）并检查装置的气密性，然后装入药品；
步骤2：打开K1、K2，产生的氢气在流经装有Na2O2的硬质玻璃管的过程中，没有观察到任何现象；
步骤3：检验完H2的纯度后，点燃酒精灯加热，观察到硬质玻璃管内Na2O2逐渐熔化，淡黄色的粉末慢慢变成了白色固体，干燥管内硫酸铜未变蓝色；
步骤4：反应后撤去酒精灯，待硬质玻璃管冷却后关闭K1。
根据以上信息回答下列问题：
（1）组装好仪器后，要检查装置的气密性。简述检查K2之前装置气密性的方法　　　　 ；利用A装置制备气体的优点是　　　　　　（写出1点即可）；实验室利用A装置还可以制备的气体是　　　 （写出1种即可）。
（2）盛装CuSO4药品的仪器名称是　　　 ；B装置的作用是　　　　　　　　　 。
（3）必须检验氢气纯度的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
（4）设置装置D的目的是　　　　　　　　　　 。
（5）由上述实验可推出Na2O2与H2反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　 。

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