Question

Ⅰ．配平下列反應方程式：

 

NaIO₃+

 

NaHSO₃--

 

I₂+

 

Na₂SO₄+

 

H₂SO₄+

 

H₂O
Ⅱ．廢舊金屬的回收再利用是保護自然資源的有力措施．一批成分不詳的合金廢料，為了確定其成分和再利用途徑，探究性學習小組擬定以下方案進行實驗分析：
請回答下列問題：

（1）從上述信息知，該合金中可確定的成分有

 

；（填化學式）
（2）濾渣D中加入稀硫酸和試劑b，常溫下可制得膽礬，是一種綠色化學工藝，則試劑b是

 

；寫出總反應方程式

 

；
（3）甲、乙兩同學都驗證了反應①生成氣體是氫氣，甲同學推斷濾液A應是NaAlO₂；乙同學查閱資料得知硅與NaOH溶液反應也有H₂放出，因此持不同意見，請你設計一最佳方案，幫助他們作一確證：（寫出選用試劑、實驗判斷現象及得出結論）

 

（4）取質量均為m g的濾渣B四份，分別加入同濃度，不同體積的稀HNO₃充分反應，在標準狀況生成NO（設還原產物只有一種）體積與剩余固體金屬的質量如下表：

實驗編號	1	2	3	4
稀HNO3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

①實驗1溶解的金屬是

 

；質量為

 

g；
②寫出實驗4中金屬恰好溶解后，發生反應的離子方程式：

 

．實驗4中V的數值為

 

．

Answer 1

分析：（1）氧化還原反應中化合價升高值=化合價降低值=轉移電子數，根據電子守恒來配平方程式；
（2）依據流程圖中最后的產物分析；
（3）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；
（4）合金中的鋁在過量氫氧化鈉溶液中溶解生成偏鋁酸鈉和氫氣，利用氫氧化鋁溶于強酸溶液，硅酸不溶于酸設計實驗驗證；硅酸的酸性小于碳酸，二氧化碳過量反應生成碳酸氫鈉；
（5）①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；
②在金屬消耗完畢以后，硝酸將亞鐵離子氧化為三價鐵，據此分析．

解答：解：（1）化學反應中碘元素化合價從+5價降為0價，生成1mol碘單質共降低10價，硫元素的化合價從+4價升高到+6價，2molNaHSO₃生成1molNa₂SO₄共升高了4價，根據電子守恒和原子守恒，則碘酸鈉的前面系數是4，亞硫酸氫鈉的系數是10，即4NaIO₃+10NaHSO₃=2I₂+7Na₂SO₄+3H₂SO₄+2H₂O，
故答案為：4；10；2；7；3；2；
（2）依據流程圖中最后的產物有綠礬和藍礬，說明原合金中含有銅和鐵，故答案為：Cu、Fe；
（3）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=CuSO₄+2H₂O，
故答案為：H₂O₂；Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O；
（4）若反應①產生的氣體是H₂，則驗證濾液A只含NaAlO₂、不含Na₂SiO₃的方法是利用氫氧化鋁溶液強酸，硅酸不溶于強酸生成沉淀設計驗證，方法為：取少量混合液A于試管中，逐滴滴加稀鹽酸至過量．先生成白色沉淀，過量，若沉淀完全溶解，則只有Al；若沉淀部分溶解，則Al、Si都有；若沉淀始終不溶，則只有Si；
故答案為：取少量混合液A于試管中，逐滴滴加稀鹽酸至過量，先生成白色沉淀，過量，若沉淀完全溶解，則只有Al；若沉淀部分溶解，則Al、Si都有；若沉淀始終不溶，則只有Si；
（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0.15 mol電子），若只溶解鐵，質量為4.2g，若只溶解銅，質量為4.8g；由此可知實驗1中是Fe溶解，其溶解的質量為4.2g，故答案為：Fe；4.2；
②實驗1中是Fe溶解，發生反應的離子方程式為：3Fe+8H⁺+2NO₃^-=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O；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：3Fe+8H⁺+2NO₃^-=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O；4.48．

點評：本題考查了物質定量測定的實驗方法應用，物質性質的應用和判斷是解題關鍵，數據分析和計算是難點，主要考查了鐵、鋁、銅及其化合物性質的綜合應用和分離方法，題目難度較大．