Question

【题目】为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用，甲同学设计的实验方案如图：
回答下列问题：
（1）操作①的名称为 ， 沉淀C的化学式为 ．
（2）在滤渣B中滴加稀硫酸时，发现反应速率比同浓度硫酸与纯铁粉反应要快，原因是 ．
（3）在滤渣B中滴加的硫酸可用SO2制取，可按以下三步进行： 已知25℃、101kPa时：
2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）△H1=﹣197KJ/mol
H2O（g）═H2O（l）△H2=﹣44KJ/mol
2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）═2H2SO4（l）△H3=﹣545KJ/mol
则SO3（g）与H2O（l）反应的热化学方程式是 ．
（4）设计实验方案，检测滤液D中含有的金属离子（试剂自选） ．
（5）常温下，乙同学将绿矾配成约0.1molL﹣1FeSO4溶液，测得溶液的pH=3，请用离子方程式解释其原因 ， 该溶液中c（SO42﹣）﹣c（Fe2+）=molL﹣1（填近似数值）．
（6）在滤渣E中加入稀硫酸和试剂Y制胆矾晶体是一种绿色化学工艺，试剂Y为无色液体，则反应④的总反应化学方程式为 ．

Answer 1

【答案】
（1）过滤；Al（OH）3
（2）形成铁铜原电池，加快了反应速率
（3）SO3（g）+H2O（l）=H2SO4（l）△H=﹣130kJ/mol
（4）取少量滤液D加入NaOH溶液，产生白色沉淀，沉淀迅速变成灰绿色最后变成红褐色，证明D中有Fe2+或取少量滤液D加入硫氰化钾溶液，无现象，再加入氯水，显血红色，则证明D中有Fe2+
（5）Fe2++2H2O?Fe（OH）2+2H+；5×10﹣4
（6）Cu+H2O2+H2SO4+3H2O═CuSO4?5H2O或Cu+H2O2+H2SO4═CuSO4+2H2O
【解析】解：（1）依据题给信息得出操作①后得到的是滤液和滤渣，故此分离操作为过滤，具体过程为合金加入足量的烧碱溶液后，金属铝可以和强碱氢氧化钠发生反应生成偏铝酸钠和氢气，即2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，金属铝溶解，过滤得滤渣B为铁、铜，滤液A中含偏铝酸钠，偏铝酸钠中通入二氧化碳，则可以和二氧化碳气体反应生成氢氧化铝沉淀，即2H2O+AlO2﹣+CO2═Al（OH）3↓+HCO3﹣ ， 所以通入足量的气体X为二氧化碳气体，得到沉淀C为氢氧化铝沉淀，所以答案是：过滤；Al（OH）3；（2）在滤渣B中有Cu和Fe，在溶液中形成原电池，铁做负极，铜做正极，形成原电池能加快反应速率，故在滤渣B中滴加稀硫酸时，发现反应速率比一般的铁粉反应要快，所以答案是：形成铜铁原电池，加快了反应速率；（3）2SO2（g）+O2（g）=2SO3（g）△H1=一197kJ/mol ①2H2O （g）=2H2O（1）△H2=﹣44kJ/mol ②2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）=2H2SO4（l）△H3=-545kJ/mol③利用盖斯定律：（③﹣①+②）× 得SO3 （g）+H2O（l）=H2SO4（l）△H=﹣130kJ/mol，所以答案是：SO3（g）+H2O（l）=H2SO4（l）△H=﹣130kJ/mol；（4）亚铁离子可以和强碱反应生成氢氧化亚铁沉淀，迅速被氧化为氢氧化铁，或用氯水先氧化，再用硫氰化钾溶液检验，故亚铁离子的检验方法：取少量滤液D加入NaOH溶液，产生白色沉淀，沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，或取少量滤液D加入硫氰化钾溶液，无现象，再加入氯水，显血红色，则证明D中有Fe2+；所以答案是：取少量滤液D加入NaOH溶液，产生白色沉淀，沉淀迅速变成灰绿色最后变成红褐色，证明D中有Fe2+或取少量滤液D加入硫氰化钾溶液，无现象，再加入氯水，显血红色，则证明D中有Fe2+；（5）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++2H2OFe（OH）2+2H+ ， 根据电荷守恒有2c（SO42﹣）﹣2c（Fe2+）=c（H+）﹣c（OH﹣）=1×10﹣3 ， 所以（SO42﹣）﹣c（Fe2+）=5×10﹣4 ， 所以答案是：Fe2++2H2OFe（OH）2+2H+；5×10﹣4；（6）稀硫酸不能将铜氧化，故在滤渣E中加入稀硫酸和H2O2制胆矾晶体，是H2O2将Cu氧化为Cu2+ ， H2O2被还原为H2O，稀硫酸只做酸，方程式为：Cu+H2O2+H2SO4+3H2O═CuSO45H2O或Cu+H2O2+H2SO4═CuSO4+2H2O， 所以答案是：Cu+H2O2+H2SO4+3H2O═CuSO45H2O或Cu+H2O2+H2SO4═CuSO4+2H2O．