题目内容

【题目】某学生探究小组将一批废弃的电子线路板简单处理后,得到含71%Cu、20%Al、5%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物,并设计出如下制备硫酸铜晶体的路线:

已知:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑

回答下列问题:

(1)滤渣1的主要成分为___。

(2)第②步加入H2O2目的是将Fe2+氧化成Fe3+,其离子方程式为___;使用H2O2作为氧化剂的优点是___。

(3)用第③步所得CuSO4·5H2O晶体加热制备无水CuSO4的瓷质主要仪器___。

(4)由滤渣2制取Al2(SO4)3·18H2O,探究小组设计了三种方案:

上述三种方案中,可行方案是___,其中不可行方案的原因是___。

【答案】Pt、Au H2O2 +2Fe2+ +2H+ =2Fe3+ +2H2O 不引入新杂质且产物无污染 蒸发皿 乙 甲

【解析】

(1).滤渣1成分应为Pt,Au,性质稳定不与浓硝酸和稀硫酸反应。

(2).H2O2将Fe2+氧化成Fe3+,同时其被还原为H2O。产物无污染无需后续处理。

(3).蒸发结晶过程会用到主要仪器蒸发皿属于瓷质。

(4).滤液1加H2O2是为了将溶液中Fe2+→Fe3+,然后通过加NaOH调PH值使Al3+和Fe3+沉淀,这样才能使滤液2只含Cu2+。而滤渣2成分为Fe(OH)3和Al(OH)3,所以在制取Al2(SO4)3·18H2O时要考虑除去Fe3+影响。

(1).Pt,Au都属于化学性质稳定的金属,所以滤渣1含Pt和Au,答案为Pt、Au。

(2).根据分析,H2O2氧化Fe2+的离子方程式为H2O2 +2Fe2++2H+=2Fe3+ +2H2O,反应产物只有H2O和Fe3+,没有引入新杂质且无污染。答案为H2O2 +2Fe2+ +2H+ =2Fe3+ +2H2O,不引入新杂质且产物无污染。

(3).由分析可知为蒸发皿,答案为蒸发皿。

(4).根据分析,滤渣2如果采用甲方案处理无法除去Fe3+,最终获得产物会含有杂质Fe2(SO4)3成分。如果采用乙方案,加适量Al粉可以置换出Fe同时生Al3+。丙方案加入NaOH溶解Al(OH)3然后过滤,可排除Fe3+影响,但对比方案乙其原子利用率不高。故答案为乙,甲。

练习册系列答案
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【题目】FeBr2是一种黄绿色固体,某学习小组制备并探究它的还原性。

I.制备FeBr2固体

实验室用如图所示装置制取溴化亚铁。其中A为CO2发生装置,D和d中均盛有液溴,E为外套电炉丝的不锈钢管,e是两个耐高温的瓷皿,其中盛有细铁粉。

实验开始时,先将干燥、纯净的CO2气流通入D中,再将铁粉加热至600-700℃,E管中铁粉开始反应。不断将d中液溴滴入温度为100-120℃的D中,经过一段时间的连续反应,在不锈钢管内产生黄绿色鳞片状溴化亚铁。

(1)若在A中盛固体CaCO3,a中盛有6mol/L的盐酸。为使导入D中的CO2为干燥纯净的气体,图中C处的洗气瓶中装有浓硫酸,则B中为___,若进入E装置中的CO2未干燥,则可能发生的副反应的化学方程式为___。

(2)E管中的反应开始前通入CO2的主要作用是___;E管中的反应开始后持续通入CO2的主要作用是___。

II.探究FeBr2的还原性

(3)现实验需要90mL0.2mol/LFeBr2溶液,取上述反应制得的FeBr2固体配制该溶液,所需仪器除烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管外,还需要的玻璃仪器是___。

(4)已知:Cl2的CCl4溶液呈黄绿色,Br2的CCl4溶液呈橙红色。Cl2既能氧化Br-,也能氧化Fe2+。取10mL上述FeBr2溶液,向其中滴加几滴新制的氯水,振荡后溶液呈黄色。取少量反应后的溶液加入KSCN溶液,溶液变为血红色。另取少量反应后的溶液加入CCl4,振荡后,下层为无色液体。以上实验结论表明还原性:Fe2+___Br-(填“>”或“<”)。

(5)若向30mL步骤(3)的FeBr2溶液中通入标准状况下179.2mL的Cl2,取少量反应后的溶液加入CCl4,振荡后下层液体呈___色,写出该反应的离子方程式___。

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