Question

某研究所对含硫酸亚铁和硫酸铜的工业废料进行相关的研究．实验过程如下：

回答下列问题：
（1）滤渣的成分为

 

，操作①的名称为

 

．
（2）上图溶液B中所发生反应的离子方程式为

 

．
（3）实验要求向溶液B中通入过量的空气，证明通入空气过量的方法是

 

．
（4）操作③第一步需要的仪器除了酒精灯、铁架台外，还需要

 

、

 

．
（5）某同学利用下面装置制备氢气并利用氢气还原某金属氧化物，根据要求回答问题．

①请设计一个实验方案验证H₂的还原性并检验其氧化产物，其装置连接顺序是A→

 

→

 

→

 

→D（除D装置外，其它装置不能重复使用），最后D装置中所加药品为

 

，其作用是

 

．
②点燃B处酒精灯之前必须进行的操作是

 

．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计,物质的分离、提纯的基本方法选择与应用

专题：实验设计题

分析：含硫酸亚铁和硫酸铜的工业废料，结合流程可知，过量还原性试剂A为Fe，置换出Cu，则操作①为过滤，滤渣中为Cu和过量的Fe；溶液B中主要含硫酸亚铁，通入空气和氨气，反应生成硫酸铵和氢氧化铁，操作②为过滤，固体为氢氧化铁，操作④为加热，生成红色的氧化铁；溶液C为硫酸铵溶液，则操作③为蒸发结晶得到硫酸铵晶体，然后结合氢气还原金属氧化物时，先通入氢气后加热，试管冷却后再停止通入氢气来解答．

解答： 解：含硫酸亚铁和硫酸铜的工业废料，结合流程可知，过量还原性试剂A为Fe，置换出Cu，则操作①为过滤，滤渣中为Cu和过量的Fe；溶液B中主要含硫酸亚铁，通入空气和氨气，反应生成硫酸铵和氢氧化铁，操作②为过滤，固体为氢氧化铁，操作④为加热，生成红色的氧化铁；溶液C为硫酸铵溶液，则操作③为蒸发结晶得到硫酸铵晶体，
（1）由上述分析可知，滤渣为Fe、Cu，操作①为过滤，故答案为：Fe、Cu；过滤；
（2）B中所发生反应的离子方程式为4Fe²⁺+O₂+8NH₃+10H₂O=8NH₄⁺+4Fe（OH）₃↓，故答案为：4Fe²⁺+O₂+8NH₃+10H₂O=8NH₄⁺+4Fe（OH）₃↓；
（3）向溶液B中通入过量的空气，证明通入空气过量，即亚铁离子不存在，其方法是取上层清液少许于试管中，加入酸性高锰酸钾溶液，酸性高锰酸钾溶液的紫色不变（无变化），故答案为：取上层清液少许于试管中，加入酸性高锰酸钾溶液，酸性高锰酸钾溶液的紫色不变（无变化）；
（4）操作③为蒸发结晶，还需要的仪器为蒸发皿、玻璃棒，故答案为：蒸发皿；玻璃棒；
（5）①根据验证H₂的还原性并检验其氧化产物，装置顺序依次为制取氢气装置A、干燥氢气装置C、还原金属氧化物B、检验还原产物D、吸收空气中的水分装置D，连接顺序为：A-C-B-D-D，D装置中所加药品碱石灰，其作用为防止空气中水蒸气进入前面装置中，故答案为：C；B；D；碱石灰；防止空气中水蒸气进入前面装置中；
②因氢气为可燃性气体，点燃之前应检验氢气的纯度，故答案为：检验氢气的纯度．

点评：本题考查物质的性质、混合物的分离提纯及实验流程，把握流程中发生的反应及操作为解答的关键，侧重分析能力及知识综合应用能力的考查，题目难度中等．