题目内容
为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用，某同学设计的实验方案如下：
请回答：
（1）操作①用到的玻璃仪器有______；
（2）写出反应①的化学方程式______；
反应②的离子方程式______；
（3）设计实验方案，检测滤液D中含有的金属离子（试剂自选）______；
（4）在滤渣E中加入稀硫酸和试剂Y制胆矾晶体是一种绿色化学工艺，试剂Y为无色液体，反应④的总化学方程式是______；
（5）将滤渣B的均匀混合物平均分成四等份，每份13.2g，分别加入同浓度的稀硝酸，充分反应后，在标准状况下生成NO的体积与剩余金属的质量见下表（设硝酸的还原产物只有NO）．
| 实验编号 | ① | ② | ③ | ④ |
| 稀硝酸体积/mL | 100 | 200 | 300 | 400 |
| 剩余金属质量/g | 9.0 | 4.8 | 0 | 0 |
| NO体积/L | 1.12 | 2.24 | 3.36 | V |
①写出实验①中发生反应的离子方程式______；
②实验④中V=______．
解：（1）操作①过滤，滤操作时，所用到的玻璃仪器主要有烧杯、漏斗、玻璃棒；故答案为：烧杯、漏斗、玻璃棒；
（2）①金属铝可以和强碱氢氧化钠发生反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，即2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al（OH）4]+3H2↑，
故答案为：2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al（OH）4]+3H2↑；
②四羟基合铝酸钠中通入二氧化碳，则可以和二氧化碳气体反应生成氢氧化铝沉淀，即[Al（OH）4]-+CO2═Al（OH）3↓+HCO3-，故答案为：[Al（OH）4]-+CO2═Al（OH）3↓+HCO3-；
（3）亚铁离子可以和强碱反应生成氢氧化亚铁沉淀，迅速被氧化为氢氧化铁，故亚铁离子的检验方法：取少量滤液D加入NaOH溶液，产生白色沉淀，沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，
故答案为：取少量滤液D加入NaOH溶液，产生白色沉淀，沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色；
（4）双氧水是一种绿色氧化剂，在双氧水的作用下，金属铜可以和硫酸发生反应：Cu+H2O2+H2SO4+3H2O=CuSO4?5H2O或Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O，故答案为：Cu+H2O2+H2SO4+3H2O=CuSO4?5H2O或Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O；
（5）①由①、②两组数据分析，两次剩余物的质量相差4.2g，此时生成1.12LNO气体（转移0.075 mol电子）．若只溶解铁，质量为4.2g，若只溶解铜，质量为4.8g．由此可知这9g中是金属Cu，实验①中发生反应的离子方程式为：3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O，故答案为：3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O；
②在金属消耗完毕以后，硝酸将亚铁离子氧化为三价铁，在亚铁离子转化为铁离子过程中，结合试验①可知还会产生1.12L的气体，所以试验④中V=4.48L，故答案为：4.48L．
分析：（1）进行过滤操作时，所用到的玻璃仪器主要有烧杯、漏斗、玻璃棒；
（2）金属铝可以和强碱发生反应生成偏铝酸盐和氢气；偏铝酸盐可以和二氧化碳气体反应生成氢氧化铝沉淀；
（3）根据亚铁离子的检验方法来回答；
（4）双氧水是一种绿色氧化剂，可以实现金属铜和硫酸之间的反应；
（5）①金属铁的活泼性强于铜，根据金属铁和硝酸发生反应的情况来书写；
②先判断酸是否完全反应，再根据金属活动性判断反应的金属及生成的金属离子价态，根据1、2两组数据，结合采用极限法分析，确定剩余固体的成分，据此来计算即可．
点评：本题考查了过滤操作以及金属的回收，完成此题，可以依据已有的知识进行，该题综合性强，难度大．
（2）①金属铝可以和强碱氢氧化钠发生反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，即2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al（OH）4]+3H2↑，
故答案为：2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al（OH）4]+3H2↑；
②四羟基合铝酸钠中通入二氧化碳，则可以和二氧化碳气体反应生成氢氧化铝沉淀，即[Al（OH）4]-+CO2═Al（OH）3↓+HCO3-，故答案为：[Al（OH）4]-+CO2═Al（OH）3↓+HCO3-；
（3）亚铁离子可以和强碱反应生成氢氧化亚铁沉淀，迅速被氧化为氢氧化铁，故亚铁离子的检验方法：取少量滤液D加入NaOH溶液，产生白色沉淀，沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，
故答案为：取少量滤液D加入NaOH溶液，产生白色沉淀，沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色；
（4）双氧水是一种绿色氧化剂，在双氧水的作用下，金属铜可以和硫酸发生反应：Cu+H2O2+H2SO4+3H2O=CuSO4?5H2O或Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O，故答案为：Cu+H2O2+H2SO4+3H2O=CuSO4?5H2O或Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O；
（5）①由①、②两组数据分析，两次剩余物的质量相差4.2g，此时生成1.12LNO气体（转移0.075 mol电子）．若只溶解铁，质量为4.2g，若只溶解铜，质量为4.8g．由此可知这9g中是金属Cu，实验①中发生反应的离子方程式为：3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O，故答案为：3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O；
②在金属消耗完毕以后，硝酸将亚铁离子氧化为三价铁，在亚铁离子转化为铁离子过程中，结合试验①可知还会产生1.12L的气体，所以试验④中V=4.48L，故答案为：4.48L．
分析：（1）进行过滤操作时，所用到的玻璃仪器主要有烧杯、漏斗、玻璃棒；
（2）金属铝可以和强碱发生反应生成偏铝酸盐和氢气；偏铝酸盐可以和二氧化碳气体反应生成氢氧化铝沉淀；
（3）根据亚铁离子的检验方法来回答；
（4）双氧水是一种绿色氧化剂，可以实现金属铜和硫酸之间的反应；
（5）①金属铁的活泼性强于铜，根据金属铁和硝酸发生反应的情况来书写；
②先判断酸是否完全反应，再根据金属活动性判断反应的金属及生成的金属离子价态，根据1、2两组数据，结合采用极限法分析，确定剩余固体的成分，据此来计算即可．
点评：本题考查了过滤操作以及金属的回收，完成此题，可以依据已有的知识进行，该题综合性强，难度大．
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