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Cu、Al、Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计了如下制备强酸铜和硫酸铝晶体的方案：
回答下列问题：
（1）第②步加入H2O2是为了除去Fe2+，该反应的离子方程式为 ；
（2）滤渣2的主要成分是Fe（OH）3和Al（OH）3．由滤渣2制取Al2（SO4）3?18H2O实验过程的最后步骤是 ．
（3）用第③步所得CuSO4?5H2O可制得Cu（OH）2．化学活动小组为探究Cu（OH）2受热分解产物及产物性质，设计如下实验过程：取0.98g Cu（OH）2固体加热，有铜的氧化物生成，其质量随温度变化如图1所示，产物A、B的化学式分别为 和Cu2O．通过以上实验和图象可以得出如下结论：高温时B （填“较稳定”或“不稳定”）；
活动小组同学还进行了如下实验：
①甲同学用图2所示装置进行实验（夹持装置末画出），最终得出的结论是加热时A可将NH3氧化为N2，A被还原为单质Cu；支持甲同学结论的现象是 ；
②乙同学用图3所示实验装置进行实验．
实验中观察到混合粉末最终变成红色物质，同时生成一种无色、有刺激性气味的气体，该气体化学式为 ；
有人认为乙同学的实验装置中在装B物质的试管与烧杯之间需加一个防倒吸装置，你认为是否有必要 ，若有必要请简述原因并加以改进 ．
回答下列问题：
（1）第②步加入H2O2是为了除去Fe2+，该反应的离子方程式为
（2）滤渣2的主要成分是Fe（OH）3和Al（OH）3．由滤渣2制取Al2（SO4）3?18H2O实验过程的最后步骤是
（3）用第③步所得CuSO4?5H2O可制得Cu（OH）2．化学活动小组为探究Cu（OH）2受热分解产物及产物性质，设计如下实验过程：取0.98g Cu（OH）2固体加热，有铜的氧化物生成，其质量随温度变化如图1所示，产物A、B的化学式分别为
活动小组同学还进行了如下实验：
①甲同学用图2所示装置进行实验（夹持装置末画出），最终得出的结论是加热时A可将NH3氧化为N2，A被还原为单质Cu；支持甲同学结论的现象是
②乙同学用图3所示实验装置进行实验．
实验中观察到混合粉末最终变成红色物质，同时生成一种无色、有刺激性气味的气体，该气体化学式为
有人认为乙同学的实验装置中在装B物质的试管与烧杯之间需加一个防倒吸装置，你认为是否有必要
考点：制备实验方案的设计
专题：实验题
分析：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②步加H2O2的作用是把Fe2+氧化为Fe3+，该氧化剂的优点是不引入杂质，产物对环境物污染，调溶液PH的目的是使Fe3+和Al3+形成沉淀．所以滤液2的成分是Cu2+，经蒸发结晶可得到CuSO4?5H2O晶体，滤渣2的成分为氢氧化铁和氢氧化铝，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，以此解答该题．
解答：
解：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②步加H2O2的作用是把Fe2+氧化为Fe3+，该氧化剂的优点是不引入杂质，产物对环境物污染，调溶液PH的目的是使Fe3+和Al3+形成沉淀．所以滤液2的成分是Cu2+，经蒸发结晶可得到CuSO4?5H2O晶体，滤渣2的成分为氢氧化铁和氢氧化铝，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，
（1）第②步加H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+，在碱性条件下可生成Fe（OH）3，反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+4OH-=2Fe（OH）3，
故答案为：2Fe2++H2O2+4OH-=2Fe（OH）3；
（2）在滤渣中加H2SO4，生成Fe2（SO4）3和Al2（SO4）3，再加Al粉和Fe2（SO4）3生成Al2（SO4）3，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥可得硫酸铝晶体，所以最后的操作步骤为过滤、洗涤、干燥，故答案为：过滤、洗涤、干燥；
（3）0.98gCu（OH）2固体物质的量为：0.01mol，依据分解图象分析判断，100°C时氢氧化铜分解产物为0.8g，高温1100°C得到B为0.72g，根据氢氧化铜分解生成氧化铜和水判断，Cu（OH）2=CuO+H2O；氧化铜摩尔质量为80g/mol，所以推断A为CuO，B为Cu2O，依据温度图象可知Cu2O比CuO稳定，
故答案为：CuO；较稳定；
①如CuO在加热条件下发生反应生成Cu和N2，则可观察到硬质玻璃管中黑色固体变成红色，烧杯中导管口部产生气泡，有无色、无味气体生成，
故答案为：硬质玻璃管中黑色固体变成红色，烧杯中导管口部产生气泡，有无色、无味气体生成；
②混合粉末最终变成红色物质，同时生成一种无色、有刺激性气味的气体，说明生成Cu和SO2，生成的SO2气体易与NaOH溶液反应，会使体系内压强减小造成倒吸，可在导管末端连接一倒置的漏斗，漏斗边缘刚刚没于液面以下，以起到尾气吸收，且能防止倒吸的作用，
故答案为：SO2；需要；试验中生成的SO2气体易与NaOH溶液反应，会使体系内压强减小造成倒吸，可在导管末端连接一倒置的漏斗，漏斗边缘刚刚没于液面以下．
（1）第②步加H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+，在碱性条件下可生成Fe（OH）3，反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+4OH-=2Fe（OH）3，
故答案为：2Fe2++H2O2+4OH-=2Fe（OH）3；
（2）在滤渣中加H2SO4，生成Fe2（SO4）3和Al2（SO4）3，再加Al粉和Fe2（SO4）3生成Al2（SO4）3，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥可得硫酸铝晶体，所以最后的操作步骤为过滤、洗涤、干燥，故答案为：过滤、洗涤、干燥；
（3）0.98gCu（OH）2固体物质的量为：0.01mol，依据分解图象分析判断，100°C时氢氧化铜分解产物为0.8g，高温1100°C得到B为0.72g，根据氢氧化铜分解生成氧化铜和水判断，Cu（OH）2=CuO+H2O；氧化铜摩尔质量为80g/mol，所以推断A为CuO，B为Cu2O，依据温度图象可知Cu2O比CuO稳定，
故答案为：CuO；较稳定；
①如CuO在加热条件下发生反应生成Cu和N2，则可观察到硬质玻璃管中黑色固体变成红色，烧杯中导管口部产生气泡，有无色、无味气体生成，
故答案为：硬质玻璃管中黑色固体变成红色，烧杯中导管口部产生气泡，有无色、无味气体生成；
②混合粉末最终变成红色物质，同时生成一种无色、有刺激性气味的气体，说明生成Cu和SO2，生成的SO2气体易与NaOH溶液反应，会使体系内压强减小造成倒吸，可在导管末端连接一倒置的漏斗，漏斗边缘刚刚没于液面以下，以起到尾气吸收，且能防止倒吸的作用，
故答案为：SO2；需要；试验中生成的SO2气体易与NaOH溶液反应，会使体系内压强减小造成倒吸，可在导管末端连接一倒置的漏斗，漏斗边缘刚刚没于液面以下．
点评：本题考查了物质制备以及性质验证的实验方法、现象分析、产物判断，为高频考点和常见题型，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，注意把握物质的性质以及实验的原理和方法，难度中等．
练习册系列答案
名校课堂系列答案
相关题目
下列为原电池装置的是（ ）
A、 稀H2SO4 |
B、 乙醇 |
C、 稀H2SO4 |
D、 稀H2SO4 |
下列反应不能通过一步反应实现的是（ ）
| A、Cu→CuSO4 |
| B、Fe→FeCl2 |
| C、Al2O3→Al（OH）3 |
| D、CO2→C |
A《化学与生活》
能在强酸性溶液中大量共存的一组离子是（ ）
| A、K+、Cu2+、SO42-、NO3- |
| B、Na+、Ba2+、Br-、SO42- |
| C、NH4+、Fe3+、Cl-、SCN- |
| D、K+、Fe2+、Cl-、NO3- |