题目内容

某校化学小组的同学将一批废弃的线路板简单处理后，得到含Cu、Al、Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计了如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的方案：

回答下列问题：
（1）第①步参加反应的金属有           种。
（2）第②步加入H2O2是因为滤液1中含有         离子。使用H2O2的优点是                     。
（3） 用第③步所得CuSO4·5H2O制备无水硫酸铜的方法是：                                      。
（4）请帮助化学小组的同学完成由滤渣2制取Al2(SO4)3·18H2O 的实验步骤：
①取滤渣2，加入足量的              ，充分反应后过滤；
②取滤液，加入足量的            （填写试剂的化学式），然后                 （填写所需实验操作的名称）；
（3）用适量稀硫酸溶解；
（4）最后经过                                                （填写所需实验操作的名称），获得Al2(SO4)3·18H2O晶体。  
（1）第③步所得CuSO4·5H2O含有可溶性杂质Na2SO4。为了用重量法测定CuSO4·5H2O的纯度，选用BaCl2(aq)和其他必要的试剂，请列出必须测定的物理量                                                  。

（1）3 （1分）  
（2） Fe2+ （1分）；   不引入杂质，还原产物是水，对环境无污染（1分）  
（3）控制温度加热或灼烧（1分） 
（4）①氢氧化钠溶液（1分） ②二氧化碳或其他弱酸，过滤洗涤（1分×2，没有洗涤扣1分）（4）加热蒸发、冷却结晶、过滤洗涤 （1分×3）
（5）m（试样）、m（恒重后的BaSO4） （1分×2，表述正确给分）

解析试题分析：39、稀硫酸、浓硝酸混合酸后加热，Cu、Al、Fe发生反应生成Cu2+、Al3+、Fe2+；所以滤渣1的成分是Pt和Au，滤液1中的离子是Cu2+、Al3+、Fe2+；第①步Cu与酸反应的离子方程式为：Cu+4H++2NO3-Cu2++2NO2↑+2H2O 或3Cu+8H++2NO3-3Cu2++2NO↑+4H2O；Au、Pt； 40、第②步加H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+；过氧化氢做氧化剂不引入杂质，对环境无污染；41、第  
③步由五水硫酸铜制备硫酸铜的方法应是在坩埚中加热脱水；42、（1）在滤渣中加NaOH和Al（OH）3反应生成NaAlO2，再在滤液中加H2SO4生成Al2（SO4）3，蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体；但从原子利用角度考虑方案乙更合理，因为丙加的NaOH和制备的Al2（SO4）3的原子组成没有关系，造成原子浪费；（2）二氧化碳或其他弱酸，过滤洗涤；（4）最后经过加热蒸发、冷却结晶、过滤洗涤 ，获得Al2(SO4)3·18H2O晶体。   43、必须称量m（试样）和m（恒重后的BaSO4）的质量。
考点：本题考查离子分离的方法，实验设计，试剂选择，中和滴定的简单计算和误差的分析，离子性质的熟练掌握是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目

FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3，再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。

Ⅰ.经查阅资料得知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华。他们设计了制备无水FeCl3的实验方案，装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下：
①检验装置的气密性；
②通入干燥的Cl2，赶尽装置中的空气；
③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成；
④……
⑤体系冷却后，停止通入Cl2，并用干燥的N2赶尽Cl2，将收集器密封。
请回答下列问题：
(1)装置A中反应的化学方程式为______________。
(2)第③步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右端。要使沉积的FeCl3进入收集器，第④步操作是________。
(3)操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步骤序号)________。
(4)装置B中冷水浴的作用为________；装置C的名称为________；装置D中FeCl2全部反应后，因失去吸收Cl2的作用而失效，写出检验FeCl2是否失效的试剂：________。
(5)在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。
Ⅱ.该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S，得到单质硫；过滤后，再以石墨为电极，在一定条件下电解滤液。
(6)FeCl3与H2S反应的离子方程式为________________。
(7)电解池中H＋在阴极放电产生H2，阳极的电极反应式为____________________。
(8)综合分析实验Ⅱ的两个反应，可知该实验有两个显著优点：
①H2S的原子利用率为100%；②________________。

以下是分析硫铁矿中FeS2含量的三种方法，各方法的操作流程图如下：

请回答下列问题：
(1)流程图中操作①、②、③分别指的是①_________、②__________、③________。
操作④、⑤用到的主要仪器是：④__________、⑤__________(每空填1-2个仪器)。
(2)判断溶液中SO42-离子已沉淀完全的方法是_________________________________。
(3)某同学用方法Ⅲ测定试样中Fe元素的含量，准确称取一定量的矿石试样，试样经溶解、预处理后，

A．用带有刻度的烧杯配制成100 mL试样溶液。B．用量筒量取25.00 mL待测溶液，C．并置于锥形瓶中。D．用蒸馏水洗涤滴定管后装入KMnO4标准溶液，用该标准溶液滴定待测试样，(E)当溶液变成淡紫红色时，停止滴定，如30秒内不褪色，(F)读取并计算滴定管中消耗的KMnO4标准溶液体积，计算试样中的Fe元素含量。请指出该实验过程中错误操作步骤的编号________________________。
(4)某同学采用方法Ⅱ分析矿石中的Fe含量，发现测定结果总是偏高，则产生误差的可能原因是_____________________________________________。
(5)称取矿石试样1.60 g, 按方法Ⅰ分析，称得BaSO4的质量为4.66 g，假设矿石中的硫元素全部来自于FeS2，则该矿石中FeS2的质量分数是___________。

电石（主要成分为CaC2，杂质为CaO和CaS）是工业制乙炔的常见原料，某研究性学习小组拟用以下两种方案测定CaC2的质量分数，试完成下列各题。
方法一：称取1.40 g样品于圆底烧瓶中，用分液漏斗加入适量的水，使样品反应完全，将产生的无色
气体经B洗气后，通过量气装置测得乙炔气体体积为标准状况下448 mL（不考虑乙炔在水中的溶解，
下同）。
（1）电石水解生成乙炔气体的化学方程式为：                               
（2）用两个装入适当试剂的广口瓶、两个双孔橡胶塞及导管若干，完成上述实验的装置，请在图中将其补充完整，并注明广口瓶中装入试剂的名称。

（3）对获得准确的气体体积无益的操作有                （填序号）
①检查装置的气密性；
②恢复到室温后再上下调整量筒位置，使C、D两液面相平；
③在A装置胶塞上再连接一个导管，通入N2将A中C2H2全部进入到B、C中；
④读数时视线与量筒内凹液面最低点相平
（4）由以上数据可计算出样品中CaC2的质量分数为____     。
方法二：称取l.40g样品于下图所示石英管中（夹持及加热装置省略），从a处不断缓缓通入空气，高
温灼烧石英管中的样品至反应完全，测得丙溶液的质量比反应前增重了1.80g，反应方程式为：2CaC2+
5O2＝2CaO+ 4CO2。

（5）反应完成后，石英管内样品易与管壁产生腐蚀，试用化学方程式解释其原因            
（6）甲锥形瓶中酸性高锰酸钾溶液的作用为                                           
（7）由此方法测得的样品中CaC2的质量分数比方法一中的____          （填“大”、“小”或“相
等”），从实验装置的角度看，原因为                                              。

硫酸亚铁可与等物质的量的硫酸铵生成硫酸亚铁铵：（NH4）2SO4·FeSO4·6H2O，商品名称为莫尔盐，是一种复盐。一般亚铁盐在空气中易被氧气氧化，形成复盐后就比较稳定。与其他复盐一样，硫酸亚铁铵在水中的溶解度比组成它的每一种盐的溶解度都小，且几乎不溶于乙醇，利用这一性质可以制取硫酸亚铁铵晶体。三种盐的溶解度（单位为g/l00gH2O）见下表：

实验用品： Fe屑（含少量碳）、3mol/LH2SO4、（ NH4）2SO4、蒸馏水、无水乙醇。
实验步骤流程图：

请完成以下实验记录：
（1）步骤I中用10% Na2CO3的热溶液处理铁屑的目的是               ，经处理后的干燥铁屑质量记为m1；
（2）将称量好的Fe屑放入锥形瓶中，加入适量3mol/LH2SO4溶液，放在水浴中加热至气泡量产生较少时为止（有氢气生成，用明火加热注意安全）。趁热过滤，并用少量热水洗涤锥形瓶及滤纸，将滤液和洗涤液一起转移至蒸发皿中。将滤纸上的固体常温干燥后称重，记为m2；
（3）称取一定质量的（NH4）2SO4，加入______ g（用含m1和m2的代数式表示，要求化简，下同。）水配制成室温下（20℃）的饱和溶液，并将其加入到上面实验的蒸发皿中，缓缓加热，浓缩至表面出现结晶薄膜为止。放置冷却，得到硫酸亚铁铵的晶体，过滤后用____________洗涤晶体。
（4）产品纯度的测定
先称取产品1.600g，加水溶解，配成100ml溶液，移取25.00mL待测溶液与锥形瓶中，再用硫酸酸化的0.0100mol/LKMnO4标准溶液进行滴定其中的Fe2+，达到滴定终点时消耗标准液的平均值为20.00mL，则样品中的（NH4）2SO4·FeSO4·6H2O的质量分数？（列式计算）

绿矾（FeSO4·7H2O）可用于色谱分析剂、净水、照相制版等方面。下面是以铁屑（含少量锡等杂质）生产绿矾的一种方法：

己知：在H2S饱和溶液中，SnS沉淀完全时的pH为1.6；FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0，沉淀完全时溶液的pH为5.5。
（1）操作Ⅱ中用pH试纸测定溶液pH的操作是：                                
（2）操作Ⅱ中用硫酸酸化至pH=2的目的是                                      
（3）操作Ⅲ中需要的玻璃仪器是烧杯、                    。
（4）通入硫化氢至饱和的目的是：①除去操作Ⅰ所得溶液中含有的Sn2+等杂质离子；
②                                            
（5）操作IV的顺序依次为：                、冷却结晶、                  。
（6）操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是：①除去晶体表面附着的硫酸等杂质；②                                          。

废旧物的回收利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。某研究小组同学以废旧锌锰干电池为原料，将废旧电池含锌部分转化成ZnSO4·7H2O，含锰部分转化成纯度较高的MnO2，将NH4Cl溶液应用于化肥生产中，实验流程如下：

（1）操作②中所用的加热仪器应选          （选填“蒸发皿”或“坩埚”）。
（2）将溶液A处理的第一步是加入氨水调节pH为9，使其中的Fe3+和Zn2+沉淀，请写出氨水和Fe3+反应的离子方程式                        。
（3）操作⑤是为了除去溶液中的Zn2+。已知25℃时，

NH3·H2O的Kb
Zn2+完全沉淀的pH
Zn(OH)2溶于碱的pH
1.8×10－5
8.9
＞11
 
由上表数据分析应调节溶液pH最好为            （填序号）。
a．9                 b．10               c．11
（4） MnO2精处理的主要步骤：
步骤1：用3%H2O2和6.0mol/L的H2SO4的混和液将粗MnO2溶解，加热除去过量H2O2，得MnSO4溶液（含少量Fe3+）。反应生成MnSO4的离子方程式为              ；
步骤2：冷却至室温，滴加10%氨水调节pH为6，使Fe3+沉淀完全，再加活性炭搅拌，抽滤。加活性炭的作用是                         ；
步骤3：向滤液中滴加0.5mol/L的Na2CO3溶液，调节pH至7，滤出沉淀、洗涤、干燥，灼烧至黑褐色，生成MnO2。灼烧过程中反应的化学方程式为               。
（5） 查文献可知，粗MnO2的溶解还可以用盐酸或者硝酸浸泡，然后制取MnCO3固体。
①在盐酸和硝酸溶液的浓度均为5mol/L、体积相等和最佳浸泡时间下，浸泡温度对MnCO3产率的影响如图4，由图看出两种酸的最佳浸泡温度都在         ℃左右；

②在最佳温度、最佳浸泡时间和体积相等下，酸的浓度对MnCO3产率的影响如图5，由图看出硝酸的最佳浓度应选择            mol/L左右。

下列有关实验原理、方法和结论都正确的是

A．向饱和FeCl3溶液中滴加过量氨水，可制取Fe(OH)3胶体
B．取少量溶液X，向其中加入适量新制氨水，再加几滴KSCN溶液，溶液变红，说明X溶液中一定含有Fe2＋
C．室温下向苯和少量苯酚的混合溶液中加入适量NaOH溶液，振荡、静置后分液，可除去苯中少量苯酚
D．已知I3－I2＋I－，向盛有KI3溶液的试管中加入适量CCl4，振荡静置后CCl4层显紫色，说明KI3在CCl4中的溶解度比在水中的大

下列与试验操作相关的描述中，正确的是

A．制乙酸乙酯时，迅速将乙醇注入浓硫酸中
B．在石油蒸馏装置中，将温度计水银球插入液面以下
C．用铂丝蘸取少量KCl溶液置于火焰上灼烧，直接观察火焰颜色，检验K+的存在
D．分液操作时，分液漏斗中下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出

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