题目内容

12．如图是某化学兴趣小组设计的利用电子垃圾（含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt）制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：

已知下列信息：Cu可与稀硫酸和H2O2的混合液反应生成硫酸铜；铁、铝、铜等离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表：
沉淀物Fe（OH）3Al（OH）3Cu（OH）2
开始沉淀1.14.05.4
完全沉淀3.25.26.7
请回答下列问题：
（1）写出Cu与稀硫酸和H2O2的混合液反应的化学方程式（Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O．．
（2）在操作II中，x的取值范围是[5.2，5.4）．
（3）在操作III中，蒸发浓缩需要的玻璃仪器有玻璃棒、酒精灯、烧杯．
（4）由滤渣a制取Al2（SO4）3.18H2O，探究小组设计了三种方案：
甲：滤渣a$\stackrel{H_{2}SO_{4}}{→}$酸浸液$\stackrel{操作置}{→}$Al2（SO4）3.18H2O
乙：滤渣a$\stackrel{H_{2}SO_{4}}{→}$酸浸液$→_{过滤}^{适量Al粉}$过滤$\stackrel{操作置}{→}$Al2（SO4）3.18H2O
丙：滤渣a$→_{过滤}^{NaOH溶液}$滤液$\stackrel{H_{2}SO_{4}}{→}$溶液液$\stackrel{操作置}{→}$Al2（SO4）3.18H2O
综合考虑上述三种方案，最具可行性的是乙（填序号）．
（5）为测定CuSO4.5H2O晶体的纯度，进行下列实验：取a g 试样配成100mL溶液，每次取20.00mL，消除干扰离子后，用b mol．L-1EDTA（Na2H2Y）标准溶液滴定其中的Cu2+（离子方程式为Cu2++H2Y2-=CuY2-+2H+），滴定至终点，平均消耗EDTA溶液12.00mL，CuSO4.5H2O晶体的纯度是$\frac{15b}{a}$×100%．

分析 由流程可知，加稀硫酸、过氧化氢，只有Au、Pt不反应，滤渣为Au、Pt，Cu、Al、Fe均转化为金属阳离子，然后加NaOH溶液调节pH为[5.2，5.4），只有铜离子在滤液中，蒸发浓缩得到硫酸铜晶体，而滤渣a为氢氧化铝和氢氧化铁，为得到更多的硫酸铝，加硫酸溶解后，与Al反应硫酸铝溶液，结晶得到晶体，以此来解答．

解答 解：由流程可知，加稀硫酸、过氧化氢，只有Au、Pt不反应，滤渣为Au、Pt，Cu、Al、Fe均转化为金属阳离子，然后加NaOH溶液调节pH为[5.2，5.4），只有铜离子在滤液中，蒸发浓缩得到硫酸铜晶体，而滤渣a为氢氧化铝和氢氧化铁，为得到更多的硫酸铝，加硫酸溶解后，与Al反应硫酸铝溶液，结晶得到晶体，
（1）Cu与稀硫酸和H2O2的混合液反应的化学方程式为Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O，故答案为：Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O；
（2）由表格中的数据可知，保证铜离子不转化为沉淀，则pH为[5.2，5.4），故答案为：[5.2，5.4）；
（3）操作III中，蒸发浓缩需要的玻璃仪器有玻璃棒、酒精灯、烧杯，故答案为：玻璃棒、酒精灯、烧杯；
（4）由上述分析可知，滤渣a为氢氧化铝和氢氧化铁，为得到更多的硫酸铝，加硫酸溶解后，与Al反应硫酸铝溶液，结晶得到晶体，乙最合理，故答案为：乙；
（5）由Cu2++H2Y2-=CuY2-+2H+，滴定至终点，平均消耗EDTA溶液12.00mL，则CuSO4.5H2O晶体的纯度是$\frac{0.012L×bg/mol×\frac{100}{20}×250g/mol}{ag}$×100%=$\frac{15b}{a}$×100%，
故答案为：$\frac{15b}{a}$×100%．

点评 本题考查物质制备实验实验的设计及物质含量的测定，为高频考点，把握制备实验流程及发生的反应为解答的关键，侧重分析与实验、计算能力的考查，题目难度中等．

练习册系列答案
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15．下列各组离子中，在强碱性溶液中能共存，且在加入盐酸过程中会产生气体和沉淀的是（　　）
A．Na+、NO${\;}_{3}^{-}$、AlO${\;}_{2}^{-}$、SO${\;}_{4}^{2-}$B．Na+、Al3+、NO${\;}_{3}^{-}$、SO${\;}_{4}^{2-}$
C．K+、Cl-、AlO${\;}_{2}^{-}$、CO${\;}_{3}^{2-}$D．Na+、Mg2+、Cl-、HCO${\;}_{3}^{-}$
16．两份铝屑，第一份与足量盐酸反应，第二份与足量氢氧化钠溶液反应，产生的氢气的体积比为1：2（同温同压下），则第一份与第二份铝屑的质量比为（　　）
A．1：3B．1：2C．1：1D．2：1
13．英国科学家发现“南极上空有大量消耗臭氧的化学物质：溴和碘的氧化物”．下列有关推断正确的是（　　）
A．溴碘氧化物与臭氧发生氧化还原反应生成氧气
B．溴化氢的热稳定性比碘化氢的热稳定性差
C．KI淀粉溶液与溴水反应能证明溴的金属性比碘的金属强
D．I2O5，Br2O5与水反应生成对应的高卤酸
7．如图1（左）是还原铁粉与水蒸气反应的实验装置，实验时，B中灰色的铁粉变为黑色，且生成的黑色固体物质是一种可溶于稀盐酸的较复杂化合物．请回答下列问题：

（1）B中发生反应的化学方程式为3Fe+4H2O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe3O4+4H2．
（2）反应前后A中投放碎瓷片的目的是防止暴沸．
（3）气体需要干燥，连接玻璃管B 的应该是干燥管的M（“M”或“N”）端，气体收集装置可以是如图2中的BD
A．A装置   B．B装置    C．C装置从a管进气体    D．C装置从b管进气体
（4）图2气体收集装置，可以用如图3所示装置代替，在X口点燃收集到的气体即可检验H2的存在．实验开始时，打开K1、K2，关闭K3，使反应先进行一段时间之后，必须进行氢气的验纯操作，方可关闭K2、打开K3，再收集气体并点燃．
17．污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题．某研究小组利用软锰矿（主要成分为MnO2，另含少量铁，铝，铜等金属化合物）作脱硫剂，通过如下简化流程，既脱除燃煤尾气中的SO2，又制得电池材料MnO2（反应条件已省略）．

请回答下列问题：
（1）上述流程脱硫实现了ac（选填编号）．
a．废弃物的综合利用     b．白色污染的减少 c．酸雨的减少      d．臭氧层空洞的减少
（2）步骤I生成无水MnSO4的化学方程式是MnO2+SO2=MnSO4．
步骤IV生成无水MnO2的化学方程式是2KMnO4+3MnSO4+2H2O=K2SO4+5MnO2+2H2SO4．
（3）步骤I中，用MnCO3能除去溶液中Al3+和Fe3+，其原因是消耗溶液中的酸，促进Al3+和Fe3+水解生成氢氧化物沉淀．滤渣M的成分是Al（OH）3、Fe（OH）3．铜元素以CuS形式存在于滤渣N中．（写化学式）
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4．现需要纯净的氯化钠溶液，但实验室中只有混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠固体．某同学设计了一个除去杂质获得纯净氯化钠溶液的实验方案．

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（2）操作②中BaCl2溶液能否改用硝酸钡溶液不能（填“能”或“不能”）．如果能，下一空不需要回答；如果不能，请说明理由：选用Ba（NO3）2溶液会引入新的杂质离子NO3-．
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（4）操作④的目的是除去溶解在溶液中的CO2气体和HCl．
1．下列叙述不正确的是（　　）
A．随着碳原子数的增加，烷烃的熔、沸点升高
B．在有机物中，碳原子通过四个共价键与其它原子结合
C．甲烷、乙烯都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D．烷烃在光照下与氯气发生取代反应
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