3.某化學(xué)興趣小組用含有鋁、鐵、銅的合金制取純凈的氯化鋁溶液、綠礬晶體和膽礬晶體,以探索工業(yè)廢料的再利用.其實(shí)驗(yàn)方案如下:

試回答下列問題:
(1)過濾用的器材已有:濾紙、鐵架臺(tái)、鐵圈和燒杯,還要補(bǔ)充的玻璃儀器是:玻璃棒、漏斗.
(2)寫出下列符號對應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)式:ANaAlO2CCO2DAl(OH)3EFeSO4
(3)反應(yīng)①的離子方程式是2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;反應(yīng)②的離子方程式是Fe+2H+=Fe2++H2↑;反應(yīng)③的離子方程式是Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
途徑Ⅱ的方程式是NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3
(4)由濾液A制得AlCl3溶液有途徑Ⅰ和Ⅱ兩條,你認(rèn)為合理的是途徑Ⅱ,理由是因?yàn)闉V液A是NaAlO2和NaOH溶液,按途徑I直接向A中加入鹽酸得到的AlCl3溶液中含有大量的NaCl雜質(zhì),按途徑Ⅱ,通入CO2氣體,得Al(OH)3沉淀,將Al(OH)3溶解于鹽酸中得到的是純凈的AlCl3溶液.所以途徑Ⅱ更合理.
(5)如何檢驗(yàn)E中的金屬陽離子?取少許溶液E與試管中,滴加KSCN溶液,溶液不變紅色,再滴加新制氯水,溶液變?yōu)榧t色,說明含有Fe2+,涉及的離子方程式:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,F(xiàn)e3++3SCN-?Fe(SCN)3

分析 含有鋁、鐵、銅的合金加入氫氧化鈉溶解,只有鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣,所以濾渣B為鐵和銅,再經(jīng)稀硫酸反應(yīng)過濾的濾液為硫酸亞鐵,進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成綠礬,濾渣F為銅單質(zhì),進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成膽礬;濾液A則為偏鋁酸鈉溶液,加過量鹽酸經(jīng)途徑Ⅰ生成氯化鋁溶液,而濾液A通足量氣體C經(jīng)途徑Ⅱ生成沉淀D,根據(jù)氫氧化鋁只溶于強(qiáng)酸強(qiáng)堿,所以氣體C為二氧化碳,沉淀D為氫氧化鋁,與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁溶液.
(1)根據(jù)以上分析,該流程需要過濾操作,所以還需的玻璃儀器為玻璃棒、漏斗;
(2)含有鋁.鐵.銅的合金加入氫氧化鈉溶解,只有鋁與氫氧化鈉反應(yīng),濾液A為NaAlO2,在濾液A中通入足量的C氣體得到沉淀,為氫氧化鋁,所以C為二氧化碳;D為氫氧化鋁,濾渣B為鐵和銅,再經(jīng)稀硫酸反應(yīng)過濾的濾液為硫酸亞鐵;
(3)反應(yīng)①為鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng),反應(yīng)②為鐵和硫酸反應(yīng),反應(yīng)③為氫氧化鋁和鹽酸反應(yīng);途徑Ⅱ?yàn)槠人徕c和二氧化碳和水反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀;
(4)途徑Ⅰ會(huì)引入氯化鈉雜質(zhì);而途徑Ⅱ能制得純凈的AlCl3溶液;
(5)E為FeSO4溶液,檢驗(yàn)Fe2+方法:二價(jià)鐵易被空氣中的氧氣氧化成三價(jià)鐵離子,檢驗(yàn)三價(jià)鐵離子用KSCN溶液.

解答 解:(1)過濾時(shí)需要制作過濾器的漏斗、濾紙,固定儀器的鐵架臺(tái),引流用的玻璃棒,承接濾液的燒杯,所以還需的玻璃儀器為:玻璃棒、漏斗,
故答案為:玻璃棒、漏斗;
(2)含有鋁.鐵.銅的合金加入氫氧化鈉溶解,只有鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,所以濾液A為NaAlO2,在NaAlO2溶液中通過過量的二氧化碳?xì)怏w,發(fā)生NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3,所以C為CO2,生成的D為氫氧化鋁,濾渣B為鐵和銅,再經(jīng)稀硫酸反應(yīng)過濾的濾液為硫酸亞鐵,進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成綠礬,所以E為FeSO4,
故答案為:NaAlO2;CO2;Al(OH)3;FeSO4;
(3)反應(yīng)①為鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,離子反應(yīng)為:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,反應(yīng)②為鐵和硫酸反應(yīng)Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,離子反應(yīng)為:Fe+2H+=Fe2++H2↑,反應(yīng)③為氫氧化鋁和鹽酸反應(yīng),離子方程式為Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O,途徑Ⅱ?yàn)槠人徕c和二氧化碳和水反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀,NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3,
故答案為:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;Fe+2H+=Fe2++H2↑;Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O;NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3;
(4)NaAlO2溶液,經(jīng)途徑Ⅰ與足量鹽酸反應(yīng)可生成AlCl3溶液,但溶液中混有NaCl,在NaAlO2溶液中通過過量的二氧化碳?xì)怏w,發(fā)生AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-,生成的氫氧化鋁再和鹽酸反應(yīng)生成AlCl3,途徑Ⅱ得到的AlCl3較純凈,
故答案為:途徑Ⅱ;因?yàn)闉V液A是NaAlO2和NaOH溶液,按途徑I直接向A中加入鹽酸得到的AlCl3溶液中含有大量的NaCl雜質(zhì),按途徑Ⅱ,通入CO2氣體,得Al(OH)3沉淀,將Al(OH)3溶解于鹽酸中得到的是純凈的AlCl3溶液.所以途徑Ⅱ更合理;
(5)E為FeSO4溶液,檢驗(yàn)Fe2+方法:取少許溶液E與試管中,滴加KSCN溶液,溶液不變紅色,再滴加新制氯水,溶液變?yōu)榧t色,說明含有Fe2+,反應(yīng)為:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,F(xiàn)e3++3SCN-?Fe(SCN)3
故答案為:取少許溶液E與試管中,滴加KSCN溶液,溶液不變紅色,再滴加新制氯水,溶液變?yōu)榧t色,說明含有Fe2+;2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,F(xiàn)e3++3SCN-?Fe(SCN)3

點(diǎn)評 本題主要考查了從工業(yè)廢料中制取純凈物,注意從框圖轉(zhuǎn)化中找出有用信息,側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾,為高考常見題型,注意把握實(shí)驗(yàn)的操作原理和步驟,把握相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì),題目難度中等.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

2.一定溫度下,在恒容密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):2A(g)+B(g)?3C(g),若反應(yīng)開始時(shí)充入2mol A和2mol B,達(dá)平衡后A的體積分?jǐn)?shù)為a%.其他條件不變時(shí),若按下列四種配比作為起始物質(zhì),平衡后A的體積分?jǐn)?shù)大于a%的是( 。
A.1 mol B和3 mol C
B.2 mol A、1mol B和1 mol He(不參加反應(yīng))
C.1 mol B和1 mol C
D.2 mol A、3mol B和3 mol C

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

14.由銅制備硝酸銅,考慮到生產(chǎn)成本和減少污染,下列最合理的方法是( 。
A.Cu$\stackrel{濃硝酸}{→}$ Cu(NO32B.Cu$\stackrel{稀硝酸}{→}$Cu(NO32
C.Cu$\stackrel{硝酸銀溶液}{→}$Cu(NO32D.Cu $\stackrel{氧氣}{→}$CuO$\stackrel{稀硝酸}{→}$Cu(NO32

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

11.合成氨工業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展具有重要的意義.根據(jù)已學(xué)知識回答下列問題:
(1)對于密閉容器中的反應(yīng):N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H<0,673K,30MPa下n(NH3)和n(H2)隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示.
下列敘述正確的是AD(填選項(xiàng)).
A.點(diǎn)a的正反應(yīng)速率比點(diǎn)b的大
B.點(diǎn)c處反應(yīng)達(dá)到平衡
C.點(diǎn)d(t1時(shí)刻)和點(diǎn)e(t2時(shí)刻)處n(N2)不一樣
D.其他條件不變,773K下反應(yīng)至t1時(shí)刻,n(H2)比上圖中d點(diǎn)的值大
(2)已知N2(g)+3H2 (g)═2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1
①合成氨工業(yè)采取的下列措施不可用平衡移動(dòng)原理解釋的是BC(填選項(xiàng)).
A.采用較高壓強(qiáng)(20MPa~50MPa)    B.采用500℃的高溫
C.用鐵觸媒作催化劑                D.將生成的氨液化并及時(shí)從體系中分離出來
②在容積均為2L(容器體積不可變)的甲、乙兩個(gè)容器中,分別加入2molN2、6molH2和1molN2、3molH2,在相同溫度、催化劑下使其反應(yīng).最終達(dá)到平衡后,兩容器N2轉(zhuǎn)化率分別為α、α,則甲容器中平衡常數(shù)表達(dá)式為$\frac{4{{α}_{甲}}^{2}}{27(1-{α}_{甲})^{4}}$(用含α的代數(shù)式表示,化簡為最簡式),此時(shí)α>α(填“>”、“<”“=”).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

18.一學(xué)習(xí)小組利用如圖所示裝置,對某含少量Fe的廢銅屑進(jìn)行銅含量的測定,并探究利用其制備硫酸銅溶液.
(1)向A中加入10g廢銅屑樣品,關(guān)閉彈簧夾,打開B活塞向A注入足量稀硫酸后關(guān)閉.①此時(shí)裝置C中產(chǎn)生的現(xiàn)象是水面下降,水順長導(dǎo)管排入D中.
②反應(yīng)進(jìn)行到A中不再產(chǎn)生氣泡時(shí),若C中收集到448mL(已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體,則該廢銅屑中銅的質(zhì)量百分含量為88.8%.
(2)接下來使Cu完全溶解的操作是:
①拆除C、D裝置后,打開彈簧夾
②持續(xù)將空氣通入A中,至A中固體全部消失
(3)為使A中固體加快溶解速率,以下方法運(yùn)用合理的是abde.
a.對A裝置加熱              
b.向A內(nèi)加入少量Fe2O3
c.向A內(nèi)加入少量CuO       
d.增大空氣通入量
e.向A內(nèi)加入少量FeSO4      
f.向A內(nèi)加入少量H2O
(4)將A中溶液倒入燒杯內(nèi),加入Cu2(OH)2CO3將其調(diào)節(jié)至pH=4時(shí),溶液中鐵元素被完全沉淀,過濾后即得紅褐色沉淀與硫酸銅溶液.
①此過程的離子反應(yīng)方程式是Cu2(OH)2CO3+H++Fe3+=2Cu2++Fe(OH)3↓+CO2↑.
②檢驗(yàn)溶液中鐵元素是否被完全沉淀最好的方法是c
a.取樣于試管→滴加KSCN溶液;
b.取樣于試管→滴加酸性KMnO4溶液
c.取樣于試管→紙上層析后→噴KSCN溶液;
(5)有同學(xué)認(rèn)為,可以不用測量氣體法計(jì)算廢銅屑中銅的質(zhì)量百分含量,其具體操作步驟可續(xù)寫為:將(4)中所得紅褐色沉淀洗滌、干燥、稱量、計(jì)算.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

8.可逆反應(yīng):2NO2(g)?2N0(g)+O2(g),在體積不變的密閉容器中反應(yīng),一定達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志
是( 。
①單位時(shí)間內(nèi)生成nmolO2的同時(shí)生成2nmolNO  
②單位時(shí)間內(nèi)消耗nmolO2的同時(shí)消耗2nmolNO2  
③v正(NO2):v正(NO):v正(O2)=2:2:1的狀態(tài)  
④混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)  
⑤混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)  
⑥混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài).
A.②④⑤B.②⑤⑥C.②③④⑥D.①④⑤⑥

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

15.二氧化氯是黃綠色的氣體,可用于水體消毒與廢水處理.一種制備方法為:
1 H2C2O4+2NaClO3+1H2SO4→1 Na2SO4+2CO2↑+2 ClO2↑+2 H2O,完成下列填空:
(1)配平上述反應(yīng)方程式,該反應(yīng)的還原產(chǎn)物是ClO2
(2)該反應(yīng)每產(chǎn)生0.2mol ClO2,需要消耗草酸晶體(H2C2O4•2H2O)12.6 g.
(3)二氧化氯具有強(qiáng)氧化性,能漂白有色物質(zhì),其漂白原理與HClO相同.(寫一種)
(4)二氧化氯能凈化有毒廢水中的氰化鈉(NaCN),生成NaCl、CO2和N2,請寫出此反應(yīng)的離子方程式2ClO2+2CN-=2CO2+N2+2Cl-
(5)上述反應(yīng)產(chǎn)物NaCl中含有離子鍵,工業(yè)上用電解熔融的氯化鈉制備金屬鈉,氯氣在陽極
(寫電極名稱)產(chǎn)生.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

12.有M、N兩溶液,各含下列12種離子中的6種:Al3+、Na+、K+、SO42-、OH-、S2-、MnO4-、Fe3+、AlO2-、CO32-、NH4+、H+,已知兩溶液所含離子各不相同,M溶液里的陽離子只有兩種,則下列說法正確的是( 。
A.N溶液無顏色
B.M溶液里的兩種陽離子為Na+和NH4+
C.N溶液滴入BaCl2溶液無明顯現(xiàn)象
D.M溶液中通入足量CO2有白色沉淀生成

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

13.下列儀器:①試管;②量筒;③燒杯;④蒸發(fā)皿;⑤冷凝管;⑥坩鍋;⑦圓底燒瓶;⑧錐形瓶,能用酒精燈加熱,但加熱時(shí)需要墊石棉網(wǎng)的是( 。
A.①③⑦B.③④⑦C.③⑦⑧D.③⑥⑧

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同步練習(xí)冊答案