为探索工业废料的再利用,某化学兴趣小组设计了如下左图实验方案,用含有铝、铁和铜的合金制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)和胆矾晶体。请回答:(1)步骤Ⅰ
题型:不详难度:来源:
为探索工业废料的再利用,某化学兴趣小组设计了如下左图实验方案,用含有铝、铁和铜的合金制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)和胆矾晶体。
请回答: (1)步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均需进行的实验操作是 ,该操作中除用到烧杯和玻璃棒外,还必须用到的玻璃仪器有 。 (2)溶液A中的离子主要有Na+、OH-、 ;试剂X是 。 (3)进行步骤Ⅱ时,该小组用如上右图所示装置及试剂将制得的CO2气体通入溶液A中。一段时间后, 观察到烧杯中产生的白色沉淀逐渐减少,其原因是(用离子方程式表示) ;为了避免固体C减少,改进的措施是在装置Ⅰ、Ⅱ之间增加一个盛有饱和 溶液的洗气瓶。 (4)从溶液E中获得绿矾晶体的实验操作依次为(填操作名称) 、冷却结晶、过滤洗涤。 |
答案
(1)过滤 漏斗 (2)AlO2- 稀硫酸 (3)Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O NaHCO3 (4)蒸发、浓缩 |
解析
试题分析:(1)根据流程图可知,步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均得到滤液和固体,这说明都需进行的实验操作是过滤。在过滤操作中除用到烧杯和玻璃棒外,还必须用到的玻璃仪器是漏斗。 (2)铝、铁、铜的合金中只有金属铝可以和强碱反应生成偏铝酸钠和氢气,所以滤液A的成分是偏铝酸钠和过量的氢氧化钠,因此含有的离子是Na+、OH-、AlO2-;铜不能和稀硫酸反应,铁可以和硫酸反应,所以滤液F是硫酸亚铁和稀硫酸的混合液,滤渣F是金属铜,Cu中加入稀硫酸和H2O2可以制备胆矾晶体,反应方程式为Cu+H2SO4+3H2O+H2O2=CuSO4•5H2O。 (3)应用浓盐酸易挥发,所以生成的CO2气体中含有氯化氢气体,氢氧化铝可以溶解在盐酸中,因此固体C逐渐减少,反应的离子方程式为Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O;为了避免固体C减少,就必须除去CO2气体中混有的氯化氢气体,所以改进的措施是在装置Ⅰ、Ⅱ之间增加一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶。 (4)将混合液来制备绿矾时应先将溶液加热浓缩、然后冷却结晶,即可得到绿矾。 |
举一反三
从回收的含铜电缆废料中提取铜时,假若设计如下两种方案,回答有关问题。 方案甲:
方案乙:
(1)两个方案中,符合当前生产中绿色化学理念的是方案 ,理由是 方案第一步“灼烧”会产生污染空气的气体、粉尘、烟雾。 (2)方案乙中铜溶解生成蓝色溶液时发生反应的离子方程式为________________ _ ______。 (3)为了提高原料的利用率,最后一步所得浅绿色滤液通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、自然干燥可得到一种结晶水合物的晶体。获得晶体后对其进行检测: ①先取a g的晶体进行脱水实验,获得无水固体为(a—1.26)g ②将无水固体溶于足量的水配成溶液后滴加1.00mol/L的氯化钡溶液,当滴加10.00mL溶液时,沉淀恰好完全。通过计算测知该晶体的化学式是 。 (4)氯化亚铜(CuCl)是重要的化工原料。国家标准规定合格的CuCl产品的主要质量指标为CuCl的质量分数大于96.5% 。工业上用硫酸铜等原料常通过下列反应制备CuCl : 2CuSO4+ Na2SO3 + 2 NaCl + Na2CO3=2 CuCl ↓+ 3 Na2SO4 + CO2↑ 测定CuCl质量分数时先准确称取所制备的0.2500g CuCl样品置于一定量的0.5mol·L-1 FeCl3溶液中,待样品完全溶解后,加水20mL,用0.1000mol·L-1 Ce(SO4)2溶液滴定到终点,消耗24.60mL Ce(SO4)2溶液。有关反应的离子方程式为:Fe 3++CuCl=Fe 2++Cu2++Cl- ,Ce4+ + Fe 2+=Fe 3+ + Ce3+ 计算上述样品中CuCl的质量分数为 。 |
工业上常回收冶炼锌废渣中的锌(含有ZnO、FeO、Fe2O3、CuO、Al2O3等杂质),并用来生产Zn(NO3)2·6H2O晶体,其工艺流程为:
有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表:
氢氧化物
| Al(OH)3
| Fe(OH)3
| Fe(OH)2
| Cu(OH)2
| Zn(OH)2
| 开始沉淀的pH
| 3.3
| 1.5
| 6.5
| 4.2
| 5.4
| 沉淀完全的pH
| 5.2
| 3.7
| 9.7
| 6.7
| 8.0
| (1)在“酸浸”步骤中,为提高锌的浸出速率,除通入空气“搅拌”外,还可采取的措施是 。 (2)在“除杂I”步骤中,需再加入适量H2O2溶液,目的是将Fe2+氧化为 ,便于调节溶液的pH使铁元素转化为氢氧化物沉淀除去。为使Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀完全,而Zn(OH)2不沉淀,应控制溶液的pH范围为 ~ 。检验Fe3+是否沉淀完全的实验操作是静置片刻,取少量上层清液,滴加 溶液,若不出现血红色,表明Fe3+沉淀完全。 (3)加入Zn粉的作用是除去溶液中的 。 |
某同学用下列装置验证一些物质的性质。下列说法正确的是
A.Ⅰ图中:将胶头滴管中的水滴入到金属钠中,能看到U型管左侧红墨水上升 | B.Ⅱ图中:观察到湿润的有色布条能褪色,待尾气全部被碱吸收后,将稀硫酸滴入烧杯中,至溶液显酸性,可能看到有黄绿色气体生成 | C.Ⅲ图中:观察到量简内黄绿色逐渐消失,量筒内壁有油状物质生成。该现象是由于甲烷与氯气在光照条件下发生了加成反应 | D.Ⅳ图中,可以比较KMnO4、Cl2和S还原性的相对强弱 |
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某小组设计如图装置(部分夹持装置已略去),以探究潮湿的Cl2与Na2CO3反应得到固体物质的成分。
(1)试剂X的化学式 。A中制取Cl2的离子方程式 。 (2)试剂Y的名称为 。 (3)通入一定量潮湿的Cl2反应后,经检测,D中只有Cl2O一种气体,C中只含一种氯盐外,同时含有NaHCO3等,某同学对C中所得固体残渣的成分进行探究。 ①提出合理假设。 假设1:存在两种成分:NaHCO3和 ; 假设2:存在三种成分:NaHCO3和 。 ②设计方案,进行实验。写出实验步骤以及预期现象和结论。 限选实验试剂和仪器:蒸馏水、稀HNO3、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、试管、小烧杯。
实验步骤
| 预期现象和结论
| 步骤1:取C中的少量固体样品于试管中,滴加足量蒸馏水至固体溶解,然后将所得溶液分别置于A、B试管中。
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| 步骤2:向A试管中滴加BaCl2溶液
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| 步骤3:
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| (4)已知,Cl2O与水反应生成次氯酸,则D中Cl2O进入E反应的化学方程式为: 。 |
下列实验方案设计正确的是A.分解高锰酸钾制氧气后,残留在试管内壁上的黑色物质可用稀盐酸洗涤 | B.失去标签的硝酸银溶液、稀盐酸、氢氧化钠溶液、氯化铝溶液,可以用碳酸铵溶液鉴别 | C.将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干,得到无水CuCl2固体 | D.检验从火星上带回来的红色物体是否是Fe2O3 的操作步骤为:样品→粉碎→加水溶解→过滤→向滤液中滴加KSCN溶液 |
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