Question

為探索工業含鋁、鐵、銅合金廢料的再利用，某同學實設計的回收利用方案如下：

（1）氣體X的化學式是

 

；
（2）檢驗濾液D是否含有Fe³⁺的最佳試劑為

 

（填序號）
A、KMnO₄　　　　　　 B、NaOH　　 　　 　　　C、氯水　　　　 　　　D、KSCN
（3）若要從濾液D得到綠礬晶體，必須進行的實驗操作步驟：

 

、冷卻結晶、過濾、自然干燥，在這一系列操作中沒有用到的儀器有

 

（填序號）
A．蒸發皿　　　　　　　 B．石棉網　　 　　　　 C．燒杯　　　 　 　　D．玻璃棒
（4）寫出反應①的離子方程式

 

；
（5）試劑Y應該是一種

 

（填“氧化劑”或“還原劑”），它不可能是

 

A、H₂O₂　　　　　　　　　B、H₂S　　　C、O₂　　　 　　　　　　D、鐵單質
（6）濃硝酸可以溶解銅，也可以溶解上述合金．若固體未完全溶解，則濾液D中Fe元素將以

 

（填“Fe³⁺”或“Fe²⁺”）離子形式存在．

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題

分析：Al和NaOH溶液反應生成可溶性的NaAlO₂，Cu和Fe與NaOH溶液不反應，所以濾液A中含有NaAlO₂，濾渣B是Cu和Fe，B和稀硫酸混合，Fe和稀硫酸反應生成FeSO₄，Cu和稀硫酸不反應，所以濾渣E是Cu，D中含有FeSO₄，Cu和稀硫酸、試劑Y生成硫酸銅，Y是強氧化劑，且不能引進新的雜質，為H₂O₂，NaAlO₂和CO₂反應生成Al（OH）₃，所以C是Al（OH）₃，Al（OH）₃和稀鹽酸反應生成AlCl₃，溶液F中含有AlCl₃，再結合基本操作、物質的性質來分析解答．

解答： 解：Al和NaOH溶液反應生成可溶性的NaAlO₂，Cu和Fe與NaOH溶液不反應，所以濾液A中含有NaAlO₂，濾渣B是Cu和Fe，B和稀硫酸混合，Fe和稀硫酸反應生成FeSO₄，Cu和稀硫酸不反應，所以濾渣E是Cu，D中含有FeSO₄，Cu和稀硫酸、試劑Y生成硫酸銅，Y是強氧化劑，且不能引進新的雜質，為H₂O₂，NaAlO₂和CO₂反應生成Al（OH）₃，所以C是Al（OH）₃，Al（OH）₃和稀鹽酸反應生成AlCl₃，溶液F中含有AlCl₃，
（1）通過以上知，氣體X的化學式是CO₂；NaAlO₂和過量CO₂反應生成Al（OH）₃和NaHCO₃，故答案為：CO₂；
（2）鐵離子和KSCN溶液反應生成血紅色溶液，亞鐵離子和KSCN溶液不反應，所以檢驗濾液D是否含有Fe³⁺的最佳試劑KSCN，故選D；
（3）若要從濾液D得到綠礬晶體，必須進行的實驗操作步驟：蒸發、冷卻結晶、過濾、自然干燥，在這一系列操作中用蒸發皿蒸發、用玻璃棒攪拌，在過濾中用玻璃棒引流、用燒杯盛放溶液，所以沒有用到的儀器有石棉網，故選B，
故答案為：蒸發；B；
（4）氫氧化鋁和稀鹽酸反應生成氯化鋁和水，所以反應①的離子方程式為Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O，故答案為：Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O；
（5）試劑Y應該是一種氧化劑，能將銅氧化為銅離子，所以它不可能是H₂S或Fe，故選BD，故答案為：氧化劑；BD；
（6）濃硝酸可以溶解銅，也可以溶解上述合金，若固體未完全溶解，說明溶液中沒有鐵離子，則濾液D中Fe元素將以Fe²⁺離子形式存在，故答案為：Fe²⁺．

點評：本題考查了物質分離和提純，從整體上把握整個工藝流程，知道采用的分離方法或使用的試劑，知道物質間的反應，熟悉常見物質分離方法，知道鐵離子的檢驗方法，題目難度中等．