题目内容

4．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（SO42-）-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．0.02mol•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 根据题中各物质转化关系，滤渣B经过系列变化最终得到绿矾和胆矾，所以滤渣B中含有铜和铁，D与盐酸反应生成氯化铝，则D为氢氧化铝，所以滤液A中含有铝元素，所以实验流程为：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：根据题中各物质转化关系，滤渣B经过系列变化最终得到绿矾和胆矾，所以滤渣B中含有铜和铁，D与盐酸反应生成氯化铝，则D为氢氧化铝，所以滤液A中含有铝元素，所以实验流程为：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，
（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
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14．用电子式表示下列物质：
（1）Cl2：；
（2）N2：．
（3）钙离子：Ca2+；
（4）铵根离子：．
（5）氢氧根离子：；
（6）过氧根离子：．
15．2SO2（g）+O2（g）═2SO3（g）反应过程的能量变化如图所示．已知1mol SO2（g）氧化为1mol SO3（g）的△H=-99kJ•mol-1．请回答下列问题：
（1）图中A表示反应物总能量C表示成物总能量，E的大小对该反应的反应热无（填“有”或“无”）影响．该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点降低（填“升高”还是“降低”），△H不变（填“变大”、“变小”或“不变”），理由是因为催化剂改变了反应的历程使活化能E降低，但不能改变反应物的总能量和生成物的总能量之差，即不改变反应热
（2）V2O5的催化循环机理可能为：V2O5氧化SO2时，自身被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被氧气氧化为V2O5．写出该催化循环机理的化学方程式SO2+V2O5═SO3+2VO2、4VO2+O2═2V2O5．
12．下列说法正确的是（　　）
A．钾（K）原子基态的原子结构示意图为
B．Ca2+电子排布式为1s22s22p63s23p64s2
C．原子核内有10个中子的氧原子可表示为${\;}_{8}^{16}$O
D．H2O分子的电子式为
19．下列各组化合物中，化学键的类型完全相同的是（　　）
A．CaCl2和Na2SB．Na2O和Na2O2C．CO2和NaClD．HCl和NaOH
9．下列分子中所有原子都满足最外层为8电子结构的是（　　）
A．CCl4B．HClOC．PCl5D．NH3
16．不属于“氮的固定”的变化是（　　）
A．豆科植物的根瘤菌固氮B．.由氮气和氢气合成氨气
C．.雷雨天，空气中的氮气和氧气反应D．.氨催化氧化制硝酸
13．运用元素周期律分析下面的推断，其中不正确的是（　　）
A．硒化氢（H2Se）是有色、有毒的气体，比H2S稳定
B．砹（At）为有色固体，AgAt难溶于水也不溶于稀硝酸
C．在氧气中，铷（Rb）的燃烧产物比钠的燃烧产物更复杂
D．硫酸锶（SrSO4）是难溶于水的白色固体
14．H为苯的一种同系物，1molH完全燃烧需要9mol的氧气，D的式量小于F，反应①、②、③的条件都为氯气与光照，④、⑤、⑥均为氢氧化钠溶液，E能与新制备氢氧化铜在加热时反应产生砖红色沉淀，已知：一个碳上连有两个烃基不隐定，容易失去一份水，试回答下列问题：
（1）H分子的结构简式
（2）C中官能团名称氯原子
（3）B到E的方程式+2NaOH$→_{△}^{水}$+2NaCl+2H2O
（4）H也能直接转为为F，则此反应类型氧化反应
（5）M是G的一种同分异构体，能发生水解反应，含有一个醛基和甲基，写出一种M的结构简式．

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