Question

為探索工業含鋁、鐵、銅合金廢料的再利用，某同學設計的實驗方案如下：

請回答：
（1）操作①用到的玻璃儀器有______；
（2）寫出反應①的化學方程式______；
反應②的離子方程式______；
（3）設計實驗方案，檢測濾液D中含有的金屬離子（試劑自選）______；
（4）在濾渣E中加入稀硫酸和試劑Y制膽礬晶體是一種綠色化學工藝，試劑Y為無色液體，反應④的總化學方程式是______；
（5）將濾渣B的均勻混合物平均分成四等份，每份13.2g，分別加入同濃度的稀硝酸，充分反應后，在標準狀況下生成NO的體積與剩余金屬的質量見下表（設硝酸的還原產物只有NO）．

實驗編號	①	②	③	④
稀硝酸體積/mL	100	200	300	400
剩余金屬質量/g	9.0	4.8	0	0
NO體積/L	1.12	2.24	3.36	V

試通過計算填空：
①寫出實驗①中發生反應的離子方程式______；
②實驗④中V=______．

Answer 1

解：（1）操作①過濾，濾操作時，所用到的玻璃儀器主要有燒杯、漏斗、玻璃棒；故答案為：燒杯、漏斗、玻璃棒；
（2）①金屬鋁可以和強堿氫氧化鈉發生反應生成四羥基合鋁酸鈉和氫氣，即2Al+2NaOH+6H₂O=2Na[Al（OH）₄]+3H₂↑，
故答案為：2Al+2NaOH+6H₂O=2Na[Al（OH）₄]+3H₂↑；
②四羥基合鋁酸鈉中通入二氧化碳，則可以和二氧化碳氣體反應生成氫氧化鋁沉淀，即[Al（OH）₄]^-+CO₂═Al（OH）₃↓+HCO₃^-，故答案為：[Al（OH）₄]^-+CO₂═Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（3）亞鐵離子可以和強堿反應生成氫氧化亞鐵沉淀，迅速被氧化為氫氧化鐵，故亞鐵離子的檢驗方法：取少量濾液D加入NaOH溶液，產生白色沉淀，沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，
故答案為：取少量濾液D加入NaOH溶液，產生白色沉淀，沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色；
（4）雙氧水是一種綠色氧化劑，在雙氧水的作用下，金屬銅可以和硫酸發生反應：Cu+H₂O₂+H₂SO₄+3H₂O=CuSO₄?5H₂O或Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O，故答案為：Cu+H₂O₂+H₂SO₄+3H₂O=CuSO₄?5H₂O或Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O；
（5）①由①、②兩組數據分析，兩次剩余物的質量相差4.2g，此時生成1.12LNO氣體（轉移0.075 mol電子）．若只溶解鐵，質量為4.2g，若只溶解銅，質量為4.8g．由此可知這9g中是金屬Cu，實驗①中發生反應的離子方程式為：3Fe+8H⁺+2NO₃^-=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O，故答案為：3Fe+8H⁺+2NO₃^-=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O；
②在金屬消耗完畢以后，硝酸將亞鐵離子氧化為三價鐵，在亞鐵離子轉化為鐵離子過程中，結合試驗①可知還會產生1.12L的氣體，所以試驗④中V=4.48L，故答案為：4.48L．
分析：（1）進行過濾操作時，所用到的玻璃儀器主要有燒杯、漏斗、玻璃棒；
（2）金屬鋁可以和強堿發生反應生成偏鋁酸鹽和氫氣；偏鋁酸鹽可以和二氧化碳氣體反應生成氫氧化鋁沉淀；
（3）根據亞鐵離子的檢驗方法來回答；
（4）雙氧水是一種綠色氧化劑，可以實現金屬銅和硫酸之間的反應；
（5）①金屬鐵的活潑性強于銅，根據金屬鐵和硝酸發生反應的情況來書寫；
②先判斷酸是否完全反應，再根據金屬活動性判斷反應的金屬及生成的金屬離子價態，根據1、2兩組數據，結合采用極限法分析，確定剩余固體的成分，據此來計算即可．
點評：本題考查了過濾操作以及金屬的回收，完成此題，可以依據已有的知識進行，該題綜合性強，難度大．