Question

某化學研究性小組同學提出回收含銅廢電纜中銅單質的兩種方案，并向老師咨詢，老師就以下幾個方面的問題與同學們展開討論．

（1）符合綠色理念的方案是

 

（填“方案甲”或“方案乙”），理由是

 

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（2）老師建議，無論是甲還是乙的方案，在“加鐵屑”這一步時，應該加入略過量的鐵屑，目的是

 

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（3）老師建議同學們用化學方法檢驗紅色粉末中是否含有過量的鐵屑．請完成表格相關內容：

序號	實驗操作	實驗現象	離子方程式
①	取適量的樣品于試管內
②	用滴管滴入足量硫酸溶液，并充分振蕩試管
③		溶液先變黃色，滴入KSCN溶液后，溶液變紅色

（4）為了提高原料的利用率，老師建議把最后一步所得淺綠色濾液通過蒸發、冷卻結晶、過濾、洗滌、自然干燥得到一種帶結晶水的硫酸亞鐵晶體．研究小組按老師的建議完成上面操作步驟，獲得晶體后對其進行檢測．
①取ag晶體進行脫水實驗，獲得無水固體（a-1.26）g；
②將無水固體溶于足量的水配成溶液后滴加1.00mol/L的氯化鋇溶液，當滴加（10.00mL）溶液時，恰好完全沉淀．研究小組通過計算測知該晶體的化學式是

 

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Answer 1

分析：（1）生產的綠色理念是指對環境無污染的理念；
（2）為了保障全部金屬Cu被置換出來，加入的試劑要過量；
（3）選擇適當強氧化劑把鐵屑最終氧化為鐵離子，檢驗是否含有鐵離子即可；
（4）根據結晶水合物分解的方程式和鋇離子與硫酸根離子間的反應來計算結晶水的數目．

解答：解：（1）乙方案對環境不會造成污染，符合當前生產的綠色理念，而甲方案第一步“灼燒”會產生污染空氣的氣體、粉塵、煙霧，不符合綠色理念，
故答案為：方案乙；甲方案第一步“灼燒”會產生污染空氣的氣體、粉塵、煙霧，同時能耗較大； 
（2）為了保障全部金屬Cu被置換出來，加入的試劑鐵要過量，故答案為：確保Cu完全置換出來；
（3）鐵屑被足量的硫酸溶液氧化，Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑產生無色無味的氣體H₂，鐵離子在水溶液中為黃色，根據③中實驗現象可知②中產生的亞鐵離子被氧化成了鐵離子，離子檢驗操作中“取少量”上清液，“加試劑”利用過氧化氫的強氧化性和產物的純凈性，實現Fe²⁺到Fe³⁺的轉化，鐵離子檢驗用KSCN溶液觀察是否溶液變紅，涉及反應的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O、Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃，
故答案為：無；無；將試管靜置，將上層清液傾倒于另一試管中，先滴入少許H₂O₂溶液，再滴入幾點KSCN溶液；2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃ ；
（4）根據反應FeSO₄?xH₂O

△   .

FeSO₄+xH₂O
                 a      a-1.26   1.26  
無水固體溶于足量的水配成溶液后滴加1.00mol/L的氯化鋇溶液，當滴加10.00mL溶液時，沉淀恰好完全，即消耗鋇離子的物質的量是0.01mol時，沉淀完全，所以硫酸亞鐵的物質的量是0.01mol，分解生成水的質量是0.01xmol，所以0.18x=1.26，解得x=7，所以分子式為：FeSO₄?7H₂O．
故答案為：FeSO₄?7H₂O．

點評：本題考查色綠化學思想、銅和鐵極其重要化合物的性質、離子檢驗、離子方程式的書寫、化學計算等知識，綜合性強，實驗操作的描述是易失分點．