Question

13．为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用，化学科技小组的同学们进行了一系列实验探究．他们设计的实验方案如图，其中Y气体是空气的主要成分之一．
合金滤液A滤渣B滤渣E沉淀C滤液D溶液G溶液F胆矾绿矾足量烧碱溶液，操作①反应①足量的气体X反应②稀盐酸反应③操作②稀H₂SO₄，反应④足量气体Y

请回答下列问题：
（1）操作①用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒．
（2）气体X的分子式为CO₂．
（3）反应④的化学反应方程式为2Cu+2H₂SO₄+O₂=2CuSO₄+2H₂O．
（4）常温下，将绿矾配成约0.1mol•L^-1FeSO₄溶液，测得溶液的pH=3．请用离子方程式解释原因Fe²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺，该溶液中c（SO₄^2-）-c（Fe²⁺）=5×10^-4mol•L^-1（填数值）．
（5）若要测定所配溶液中Fe²⁺的准确浓度，取20.00mL溶液于锥形瓶中，可再直接用酸性KMnO₄标准溶液进行滴定，滴定终点的现象是滴入最后一滴0.02mol•L^-1KMnO₄酸性溶液，溶液由无色变为浅紫色（或浅紫红色），且30s内不褪色．

Answer 1

分析 铝、铁、铜合金加入足量的烧碱溶液后，金属铝溶解，过滤得滤渣为铁、铜；滤液A中含偏铝酸钠，通入X为二氧化碳气体，得到沉淀C为氢氧化铝，再溶于稀盐酸得到F为氯化铝溶液；滤渣B加入稀硫酸，铁与稀硫酸反应，过滤后得到滤液D为硫酸亚铁溶液，蒸发浓缩、降温结晶得到绿矾，滤渣E主要为铜，铜中加和稀硫酸再通入Y为氧气，得硫酸铜溶液，蒸发浓缩、降温结晶得到胆矾，
（1）操作①为过滤，过滤用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒；
（2）根据上面的分析可知，X为二氧化碳气体；
（3）反应④为铜与氧气在稀硫酸中，铜被氧化成硫酸铜；
（4）FeSO₄溶液中，亚铁离子水解使溶液呈酸性，根据电荷守恒可计算出c（SO₄^2-）-c（Fe²⁺）的值；
（5）要测定所配溶液中Fe²⁺的准确浓度，可用酸酸性高锰酸钾溶液滴定，滴定终点时，溶液会出现浅紫色（或浅紫红色），据此答题．

解答 解：合金加入足量的烧碱溶液后，金属铝溶解，过滤得滤渣为铁、铜；滤液A中含偏铝酸钠，通入二氧化碳气体，得到氢氧化铝沉淀；滤渣B加入稀硫酸，铁与稀硫酸反应，得到滤液D为硫酸亚铁溶液，蒸发浓缩、降温结晶得到绿矾，滤渣E主要为铜，铜中加和稀硫酸再加氧化剂Y如双氧水等，得硫酸铜溶液，蒸发浓缩、降温结晶得到胆矾，
（1）操作①为过滤，过滤用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，
故答案为：漏斗、玻璃棒；
（2）根据上面的分析可知，X为二氧化碳气体，分子式为CO₂，
故答案为：CO₂；
（3）反应④为铜与氧气在稀硫酸中，铜被氧化成硫酸铜，反应方程式为2Cu+2H₂SO₄+O₂=2CuSO₄+2H₂O，
故答案为：2Cu+2H₂SO₄+O₂=2CuSO₄+2H₂O；
（4）FeSO₄溶液中，亚铁离子水解使溶液呈酸性，反应的离子方程式为Fe²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺，根据电荷守恒有2c（SO₄^2-）-2c（Fe²⁺）=c（H⁺）-c（OH^-）=1×10^-3，所以（SO₄^2-）-c（Fe²⁺）=5×10^-4，
故答案为：Fe²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺；5×10^-4；
（5）要测定所配溶液中Fe²⁺的准确浓度，可用酸酸性高锰酸钾溶液滴定，滴定终点的现象是滴入最后一滴0.02 mol•L^-1 KMnO₄酸性溶液，溶液由无色变为浅紫色（或浅紫红色），且30s内不褪色，
故答案为：滴入最后一滴0.02 mol•L^-1 KMnO₄酸性溶液，溶液由无色变为浅紫色（或浅紫红色），且30s内不褪色．

点评 本题为生产流程题，涉及金属的回收、环境保护、氧化还原反应、物质的分离提纯和除杂等问题，题目较为综合，做题时注意仔细审题，从题目中获取关键信息．本题难度中．