Question

为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用，某同学设计的回收利用方案如下：

（1）合金与足量氢氧化钠溶液反应的离子方程式是

 

．
（2）检验滤液D中是否含有Fe³⁺的最佳试剂为

 

（填字母）．
A．KMnO₄    B．NaOH    C．氯水    D．KSCN
若D中含有Fe³⁺，除去Fe³⁺的常用试剂是

 

．
（3）若要从滤液D中得到绿矾晶体，必须进行的实验操作步骤是：

 

、冷却结晶、过滤、自然干燥．
（4）若由滤渣E得到含Cu²⁺的溶液，试剂Y可能是

 

（填字母）．
A．稀硝酸    B．浓硫酸    C．浓盐酸    D．稀硫酸
写出一个由滤渣E得到含Cu²⁺溶液的化学方程式

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,常见离子的检验方法

专题：实验设计题,元素及其化合物

分析：（1）合金废料含铝、铁、铜，其中只有铝与足量氢氧化钠溶液反应．
（2）KMnO₄和氯水都不能用于检验Fe³⁺；由于溶液中含有Fe²⁺，若用NaOH溶液，产生的氢氧化亚铁沉淀会对Fe³⁺的检验产生干扰．
   故检验滤液D中是否含有Fe³⁺的最佳试剂为KSCN溶液，操作简单，现象明显，不受其他离子的干扰；
   若D中含有Fe³⁺，除去Fe³⁺的常用试剂是铁粉，铁与Fe³⁺反应生成亚铁离子，除杂但不引杂．
（3）因为绿矾晶体是结晶水合物，所以要从滤液D中得到绿矾晶体，不能直接蒸干，必须进行的实验操作步骤是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、自然干燥．
（4）经分析滤渣E的成分应当是铜，要得到含Cu²⁺的溶液，试剂Y必须能和铜反应生成Cu²⁺，选项中能和铜反应的有稀硝酸和浓硫酸，因为二者都具有强氧化性；而浓盐酸和稀硫酸二者是非氧化性酸，不与铜反应．铜与稀硝酸或浓硫酸的反应方程式为：Cu+2H₂SO₄

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O或3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O

解答： 解：（1）合金废料含铝、铁、铜，其中只有铝与足量氢氧化钠溶液反应，离子方程式是 2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
（2）KMnO₄和氯水都不能用于检验Fe³⁺；由于溶液中含有Fe²⁺，若用NaOH溶液，产生的氢氧化亚铁沉淀会对Fe³⁺的检验产生干扰．
故检验滤液D中是否含有Fe³⁺的最佳试剂为KSCN溶液，操作简单，现象明显，不受其他离子的干扰；
若D中含有Fe³⁺，除去Fe³⁺的常用试剂是铁粉，铁与Fe³⁺反应生成亚铁离子，除杂但不引杂．
故答案为：D．铁粉．
（3）因为绿矾晶体是结晶水合物，所以要从滤液D中得到绿矾晶体，不能直接蒸干，必须进行的实验操作步骤是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、自然干燥．
故答案为：蒸发浓缩．
（4）经分析滤渣E的成分应当是铜，要得到含Cu²⁺的溶液，试剂Y必须能和铜反应生成Cu²⁺，选项中能和铜反应的有稀硝酸和浓硫酸，因为二者都具有强氧化性；而浓盐酸和稀硫酸二者是非氧化性酸，不与铜反应．铜与稀硝酸或浓硫酸的反应方程式为：Cu+2H₂SO₄

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O或3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
故答案为：AB；Cu+2H₂SO₄

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O或3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O．

点评：本题考查了物质的检验、分离、提纯、制备，方程式的书写等，知识面广，难度不大