为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用,甲同学设计的实验方案如下:请回答:(1)操作

题目内容：

为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用,甲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的离子反应方程式:。

(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)乙同学在甲同学方案的基础上提出用滤渣B来制备FeCl₃·6H₂O晶体,在滤渣中滴加盐酸时,发现反应速率比同浓度盐酸与纯铁粉反应要快,其原因是。

将所得氯化铁溶液用加热浓缩、降温结晶法制得FeCl₃·6H₂O 晶体,而不用直接蒸发结晶的方法来制得晶体的理由是。

(6)将滤渣B的均匀混合物平均分成四等份,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

则硝酸的浓度为;③中溶解铜的质量为;④中V=。

最佳答案：

(1)烧杯、漏斗、玻璃棒

(2)2Al 2NaOH 2H₂O=2NaAlO₂ 3H₂↑ AlO₂^- CO₂ 2H₂O=Al(OH)₃↓ HCO₃^-

(3)取少量滤液D加入NaOH溶液,产生白色沉淀,白色沉淀迅速变成灰绿色最后变成红褐色(合理即可)

(4)Cu H₂O₂ H₂SO₄ 3H₂O=CuSO₄·5H₂O(或Cu H₂O₂ H₂SO₄=CuSO₄ 2H₂O)

(5)铁粉与杂质铜形成原电池,加快了反应速率因为氯化铁是强酸弱碱盐水解生成氢氧化铁和盐酸,加热蒸干时使HCl挥发造成水解平衡右移,因此得不到FeCl₃·6H₂O 晶体

(6)2 mol/L 4.8 g 4.48

答案解析：

(1)操作①是过滤。

(2)金属中只有铝能和氢氧化钠溶液反应生成AlO₂^-, AlO₂^-和足量CO₂生成Al(OH)₃沉淀和HCO₃^-。

(3)滤液D中含有Fe² ,可以利用其和碱生成沉淀时的颜色变化、自身不能使KSCN溶液变红而氧化后变红的性质进行检验。

(4)H₂O₂是绿色氧化剂,还原产物是H₂O。

(5)里面有杂质铜,形成原电池,加快了反应速率;Fe³ 很易发生水解。

(6)滤渣B中含有Fe和Cu,分析实验①到②和②到③的过程可知:①到②时,金属过量,硝酸完全反应,100 mL HNO₃共产生

="0.05" mol NO,消耗金属4.2 g,由反应:

3Fe 8HNO₃(稀)=3Fe(NO₃)₂ 2NO↑ 4H₂O

3×56 g 8 mol2 mol

4.2 g0.2 mol0.05 mol

知:消耗的4.2 g金属恰好为Fe,且可推知①中消耗的也为Fe且质量为4.2 g,同时求得HNO₃的浓度为:

="2" mol·L ^-1。又由反应:

3Cu 8HNO₃(稀)=3Cu(NO₃)₂ 2NO↑ 4H₂O

3×64 g2 mol

m(Cu)0.05 mol

得:m(Cu)=

g="4.8" g可知:②到③中溶解的4.8 g金属恰好是Cu,即铜的总质量即为4.8 g;根据前面的分析可知:④与③相比多加的100 mL HNO ₃是与Fe ² 反应:

3Fe² 4H NO₃^-=3Fe³ NO↑ 2H₂O

3 mol4 mol1 mol22.4 L

0.15 mol 0.2 mol0.2 molV′

即V′=

="1.12" L。

故V=3.36 1.12=4.48。

考点核心：

配平简介：化学反应方程式严格遵守质量守恒定律，书写化学反应方程式写出反应物和生成物后，往往左右两边各原子数目不相等，不满足质量守恒定律，这就需要通过配平来解决。