Question

為探索工業含鋁、鐵、銅合金廢料的再利用，甲同學設計的實驗方案如圖：請回答：
（1）操作①的名稱是

 

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（2）寫出反應①的化學方程式

 

，反應②的離子反應方程式

 

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（3）設計實驗方案，檢測濾液D中含有的金屬離子（試劑自選）

 

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（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

 

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（5）乙同學在甲同學方案的基礎上提出用濾渣B來制備 FeCl₃?6H₂O晶體，在濾渣中滴加鹽酸時，發現反應速率比同濃度鹽酸與純鐵粉反應要快，其原因是

 

，將所得氯化鐵溶液用加熱濃縮、降溫結晶法制得FeCl₃?6H₂O晶體，而不用直接蒸發結晶的方法來制得晶體的理由是

 

．

Answer 1

考點：金屬的回收與環境、資源保護

專題：元素及其化合物

分析：（1）分離固體和液體的操作是過濾；
（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）濾渣B為銅和鐵的混合物，加入稀鹽酸后，鐵與銅和稀鹽酸構成原電池，加快反應速率，三價鐵離子水解，生成鹽酸，鹽酸具有揮發性，據此解答即可．

解答： 解：（1）依據題給信息得出操作①后得到的是濾液和濾渣，故此分離操作為過濾，故答案為：過濾；
（2）①金屬鋁可以和強堿氫氧化鈉發生反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，即2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，偏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2H₂O+AlO₂^-+CO₂═Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；2H₂O+AlO₂^-+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，
故答案為：Cu+H₂O₂+H₂SO₄+3H₂O=CuSO₄?5H₂O；
（5）銅與鐵不與燒堿反應，故濾渣B為銅和鐵，加入鹽酸后，鐵與銅和稀鹽酸構成原電池，故加快了化學反應的速率，氯化鐵溶液加熱濃縮的過程中，發生反應：FeCl₃+3H₂O?Fe（OH）₃+3HCl，由于HCl具有揮發性，故平衡右移，FeCl₃轉化為Fe（OH）₃，加熱蒸干，氫氧化鐵分解生成氧化鐵和水，故得不到FeCl₃，
故答案為：濾渣中的鐵與銅和稀鹽酸構成原電池；氯化鐵溶液加熱濃縮的過程中，發生反應：FeCl₃+3H₂O?Fe（OH）₃+3HCl，由于HCl具有揮發性，故平衡右移，FeCl₃轉化為Fe（OH）₃，加熱蒸干，氫氧化鐵分解生成氧化鐵和水．

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．