Question

某化學興趣小組在實驗室中用廢棄的含鋁、鐵、銅的合金制取硫酸鋁溶液、硝酸銅晶體和鐵紅（Fe₂O₃）．其實驗方案如下：

（1）濾渣B中發生反應的離子反應方程式為：

 

（2）已知Fe（OH）₃沉淀的pH是3-4，溶液C通過調節pH可以使Fe³⁺沉淀完全．下列物質中，可用作調整溶液C的pH的試劑是

 

（填序號）．
A．銅粉   B．氨水   C．氫氧化銅   D．堿式碳酸銅
（3）向含Fe²⁺的酸性廢水中加入K₂Cr₂O₇溶液后發生反應的離子方程式

 

．
（4）將20mL Al₂（SO₄）₃溶液與等物質的量濃度的Ba（OH）₂溶液70mL混合，反應的離子方程式為

 

．
（5）在0.1L的混合酸溶液中，c（HNO₃）=2mol?L^-1，c（H₂SO₄）=3mol?L^-1．將0.3mol的銅與之加熱充分反應后，被還原的HNO₃的物質的量為

 

．

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用,制備實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：合金與足量KOH作用，反應后所得濾液A為KAlO₂，濾渣B為鐵和銅，加入硝酸，得到的溶液C為硝酸銅和硝酸鐵的混合物，易鐵離子易水解，可通過調節溶液pH的方法制得氫氧化鐵沉淀，即E為氫氧化鐵，D為硝酸銅溶液，經蒸發、結晶可得到硝酸銅晶體，以此解答該題．

解答： 解：合金與足量KOH作用，反應后所得濾液A為KAlO₂，濾渣B為鐵和銅，加入硝酸，得到的溶液C為硝酸銅和硝酸鐵的混合物，易鐵離子易水解，可通過調節溶液pH的方法制得氫氧化鐵沉淀，即E為氫氧化鐵，D為硝酸銅溶液，經蒸發、結晶可得到硝酸銅晶體，
（1）濾渣B為鐵和銅，加入硝酸，得到的溶液C為硝酸銅和硝酸鐵的混合物，反應的離子方程式為Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O、3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，故答案為：Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O、3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（2）溶液C通過調節pH可以使Fe³⁺沉淀完全，應加入堿式碳酸銅或氫氧化銅，而加入銅粉生成Fe²⁺，加入氨水引入新的雜質，故答案為：CD；
（3）K₂Cr₂O₇具有強氧化性，可與Fe²⁺發生氧化還原反應，反應的離子方程式為6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，
故答案為：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O；
（4）將20mL Al₂（SO₄）₃溶液與等物質的量濃度的Ba（OH）₂溶液70mL混合，二者的物質的量之比為2：7，設物質的量分別為2mol、7mol，則反應生成氫氧化鋁和偏鋁酸鋇以及硫酸鋇沉淀，反應的離子方程式為2Al³⁺+3SO₄^2-+3Ba²⁺+7OH^-=3BaSO₄↓+Al（OH）₃↓+AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：2Al³⁺+3SO₄^2-+3Ba²⁺+7OH^-=3BaSO₄↓+Al（OH）₃↓+AlO₂^-+2H₂O；
（5）n（HNO₃）=0.2mol，n（H₂SO₄）=0.3mol，混合液中n（H⁺）=0.8mol，n（NO₃^-）=0.2mol，n（Cu）=0.3mol，反應的離子方程式為3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO+4H₂O，可知0.2molNO₃^-完全被還原，反應后溶液溶質為硫酸銅，故答案為：0.2mol．

點評：本題考查物質的制備，側重于物質的分離和提純的實驗方案的設計，注重于學生實驗能力、分析能力的考查，題目難度不大，注意根據反應的離子方程式計算（5）．