题目内容
6．某实验小组用工业上废弃固体（主要成分Cu2S和Fe2O3）混合物制取粗铜和Fe2（SO4）3晶体，设计的操作流程如下：
（1）③的实验操作中用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒．
（2）③④操作中会有一种气体生成，若在实验室制备该气体，可选择下列哪些装置cd．
（3）溶液B在空气中放置有可能变质，如何检验溶液B是否变质：取少量溶液B于试管中，加入KSCN溶液看是否变为红色，如果变为红色则证明存在Fe3+，即原溶液已变质．
（4）溶液B加稀硫酸酸化后加强氧化剂x，试剂x最好选择下列哪种试剂b（填序号）．
a．Cl2 b．H2O2 c．KMnO4
试剂x在酸性条件下与溶液B反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O．
（5）由溶液C经蒸发浓缩、冷却结晶过滤等操作得Fe2（SO4）3晶体．
分析 废弃固体主要成分Cu2S和Fe2O3，灼烧废气固体发生反应Cu2S+2O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SO2+2CuO，所以气体a是SO2，固体A是CuO和Fe2O3，固体A和稀硫酸混合，发生的反应为CuO+H2SO4=CuSO4+H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O，所以溶液A中成分为CuSO4、Fe2（SO4）3，向溶液A中加入过量Fe屑，发生反应CuSO4+Fe=FeSO4+Cu、2Fe2（SO4）3+Fe=3FeSO4，所以固体B成分是Fe、Cu，滤液B成分为FeSO4，固体B和稀硫酸混合，Fe和稀硫酸反应生成FeSO4，Cu和稀硫酸不反应，过滤得到固体粗铜；
向滤液B中加入试剂X得到溶液C，将溶液C浓缩结晶得到硫酸铁晶体，滤液B中成分是FeSO4，需要加入氧化剂双氧水将FeSO4氧化为硫酸铁，所以试剂x是H2O2．
（1）③的实验操作是过滤；
（2）操作②、④中均加入稀硫酸③中加入过量铁，所以③④操作中有H2生成，实验室用Zn和稀硫酸反应制取氢气，固液反应不需要加热，cd均可；
（3）Fe2+在空气中容易被氧化生成Fe3+，与KSCN溶液作用显红色；
（4）Cl2、KMnO4与Fe2+反应后均引入新的杂质，过氧化氢为绿色氧化剂；
（5）将溶液C浓缩结晶得到硫酸铁晶体．
解答 解：（1）废弃固体主要成分Cu2S和Fe2O3，灼烧废气固体发生反应Cu2S+2O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SO2+2CuO，所以气体a是SO2，固体A是CuO和Fe2O3，固体A和稀硫酸混合，发生的反应为CuO+H2SO4=CuSO4+H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O，所以溶液A中成分为CuSO4、Fe2（SO4）3，向溶液A中加入过量Fe屑，发生反应CuSO4+Fe=FeSO4+Cu、2Fe2（SO4）3+Fe=3FeSO4，操作③分离难溶性固体和溶液，所以该操作是过滤，固体B成分是Fe、Cu，滤液B成分为FeSO4，该实验操作中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗，
故答案为：烧杯、漏斗、玻璃棒；
（2）③④操作中会有一种气体生成，该气体是氢气，若在实验室制备该气体，可以用锌和稀硫酸反应制取，该反应的反应物为固液混合、不需要加热，所以应该选取固液混合不加热型装置，所以可选择cd装置，
故答案为：cd；
（3）溶液B中成分是FeSO4，FeSO4不稳定，易被空气氧化生成硫酸铁，铁离子和KSCN溶液反应生成络合物硫氰化铁，导致溶液呈血红色，所以可以用KSCN溶液检验硫酸亚铁是否变质，其检验方法是：取少量溶液倒入试管中，向试管中加入几滴KSCN溶液，如果溶液变为血红色，说明含有铁离子，否则不含铁离子，
故答案为：取少量溶液B于试管中，加入KSCN溶液看是否变为红色，如果变为红色则证明存在Fe3+，即原溶液已变质；
（4）溶液B加稀硫酸酸化后加强氧化剂x，且反应后不能产生杂质，氯气和高锰酸钾能将亚铁离子氧化为铁离子，但引进新的杂质，双氧水和硫酸亚铁反应生成硫酸铁和水，不产生新的杂质，故选b，双氧水具有氧化性，能将硫酸亚铁氧化为硫酸铁，自身被还原为水，所以试剂x在酸性条件下与溶液B反应的离子方程式为：2Fe2++H2O2 +2H+=2Fe3++2H2O，
故答案为：b；2Fe2++H2O2 +2H+=2Fe3++2H2O；
（5）由溶液C经加热浓缩、冷却结晶、过滤等操作可得Fe2（SO4）3晶体，
故答案为：加热浓缩；冷却结晶．
点评 本题考查混合物的分离和提纯，侧重考查学生分析问题、实验操作、思维缜密性等能力，明确物质的性质是解本题关键，能从整体上分析各个步骤发生的反应，能正确书写相应的化学方程式和离子方程式，题目难度中等．
| A． | NaCl、HCl、H2O、NaOH | B． | Cl2、Na2S、HCl、SO2 | ||
| C． | Na2O2、H2O2、H2O、O3 | D． | HBr、CO2、H2O、CS2 |
己二酸
是一种工业上具有重要意义的有机二元酸，在化工生产、有机合成工业、医药、润滑剂制造等方面都有重要作用，能够发生成盐反应、酯化反应等，并能与二元醇缩聚成高分子聚合物等，己二酸产量居所有二元羧酸中的第二位．实验室合成己二酸的反应原理和实验装置示意图如图：
可能用到的有关数据如下：
| 物质 | 密度（20℃） | 熔点 | 沸点 | 溶解性 | 相对分子质量 |
| 环己醇 | 0.962g/cm3 | 25.9℃ | 160.8℃ | 20℃时水中溶解度3.6g，可混溶于乙醇、苯 | 100 |
| 己二酸 | 1.36g/cm3 | 152℃ | 337.5℃ | 在水中的溶解度：15℃时1.44g，25℃时2.3g，易溶于乙醇，不溶于苯 | 146 |
Ⅰ、在三口烧瓶中加入16mL 50%的硝酸（密度为1.31g/cm3），再加入1～2粒沸石，滴液漏斗中盛放有5.4mL环己醇．
Ⅱ、水浴加热三口烧瓶至50℃左右，移去水浴，缓慢滴加5～6滴环己醇，摇动三口烧瓶，观察到有红棕色气体放出时再慢慢滴加剩下的环己醇，维持反应温度在60℃～65℃之间．
Ⅲ、当环己醇全部加入后，将混合物用80℃～90℃水浴加热约10min（注意控制温度），直至无红棕色气体生成为止．
IV、趁热将反应液倒入烧杯中，放入冰水浴中冷却，析出晶体后过滤、洗涤得粗产品．V、粗产品经提纯后称重为5.7g．
请回答下列问题：
（1）滴液漏斗的细支管a的作用是平衡滴液漏斗与三口烧瓶内的压强，使环己醇能够顺利流下，仪器b的名称为球形冷凝管（或冷凝管）．
（2）已知用NaOH溶液吸收尾气时发生的相关反应方程式为：
2NO2+2NaOH═NaNO2+NaNO3+H2O NO+NO2+2NaOH═2NaNO2+H2O；如果改用纯碱溶液吸收尾气时也能发生类似反应，则相关反应方程式为：2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2、NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2．
（3）向三口烧瓶中滴加环己醇时，要控制好环己醇的滴入速率，防止反应过于剧烈导致温度迅速上升，否则．可能造成较严重的后果，试列举一条可能产生的后果：反应液暴沸冲出冷凝管；放热过多可能引起爆炸；产生的NO2气体来不及被碱液吸收而外逸到空气中．
（4）为了除去可能的杂质和减少产品损失，可分别用冰水和苯洗涤晶体．
（5）粗产品可用重结晶法提纯（填实验操作名称）．本实验所得到的己二酸产率为75%．
可用图示装置制取少量乙酸乙酯（部分图中均已略去）．请填空：
己二酸
是一种工业上具有重要意义的有机二元酸，在化工生产、有机合成工业、医药、润滑剂制造等方面都有重要作用，能够发生成盐反应、酯化反应等，并能与二元醇缩聚成高分子聚合物等，己二酸产量居所有二元羧酸中的第二位．实验室合成己二酸的反应原理和实验装置示意图如图：
可能用到的有关数据如下：
| 物质 | 密度（20℃） | 熔点 | 沸点 | 溶解性 | 相对分子质量 |
| 环己醇 | 0.962g/cm3 | 25.9℃ | 160.8℃ | 20℃时水中溶解度3.6g，可混溶于乙醇、苯 | 100 |
| 乙二酸 | 1.36g/cm3 | 152℃ | 337.5℃ | 在水中的溶解度：15℃时，1.44g，25℃时2.3g，易溶于乙醇，不溶于苯 | 146 |
I、在三口烧瓶中加入16mL 50%的硝酸（密度为1.31g/cm3），再加入1～2粒沸石，滴液漏斗中盛放有5.4mL环己醇．
II、水浴加热三口烧瓶至50℃左右，移去水浴，缓慢滴加5～6滴环己醇，摇动三口烧瓶，观察到有红棕色气体放出时再慢慢滴加剩下的环己醇，维持反应温度在60℃～65℃之间．
III、当环己醇全部加入后，将混合物用80℃～90℃水浴加热约10min（注意控制温度），直至无红棕色气体生成为止．
IV、趁热将反应液倒入烧杯中，放入冰水浴中冷却，析出晶体后过滤、洗涤得粗产品．V、粗产品经提纯后称重为5.7g．
请回答下列问题：
（1）仪器b的名称为球形冷凝管（或冷凝管）．
（2）向三口烧瓶中滴加环己醇时，要控制好环己醇的滴入速率，防止反应过于剧烈导致温度迅速上升，否则．可能造成较严重的后果，试列举一条可能产生的后果：反应液暴沸冲出冷凝管；放热过多可能引起爆炸，产生的二氧化氮气体来不及被碱液吸收而外逸到空气中．
（3）已知用NaOH溶液吸收尾气时发生的相关反应方程式为：2NO2+2NaOH═NaNO2+NaNO3+H2O，NO+NO2+2NaOH═2NaNO2+H2O；如果改用纯碱溶液吸收尾气时也能发生类似反应，则相关反应方程式为：2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2、NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2．
（4）为了除去可能的杂质和减少产品损失，可分别用冰水和苯洗涤晶体．
（5）粗产品可用重结晶 法提纯（填实验操作名称）．本实验所得到的己二酸产率为75%．
如图是一个化学过程的示意图．请根据该示意图完成下列题目：