Question

为了确定一批合金废料的成分并加以回收利用，某同学拟定了以下实验方案：
请回答下列问题：
（1）从上述信息可确定该合金中一定含有Fe和

 

（填化学式）．
（2）“试剂a”是一种不引入杂质的绿色氧化剂，该氧化剂的化学式为

 

；滤渣D、稀硫酸和试剂a反应的总化学方程式为

 

．
（3）若反应①产生的气体是H₂，则验证滤液A只含NaAlO₂不含Na₂SiO₃的方法是：取少量滤液A于试管中，

 

；如果滤液A只含Na₂SiO₃而不含NaAlO₂，则反应①的离子方程式为

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：合金废料加入足量氢氧化钠溶液得到气体，依据最后得到的晶体可知一定存在铁和铜，同时含有与氢氧化钠反应生成气体的应可能为Al或Si等，浊液中含有铁、铜，过滤后滤渣B加入稀硫酸铁溶解生成滤液C为硫酸亚铁溶液，滤渣D为铜，在稀硫酸溶液中加入过氧化氢，氧化铜反应生成硫酸铜溶液，通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到硫酸铜晶体；
（1）依据题干信息，结合流程中的溶解情况计算得到，最后得到蓝矾说明滤渣B中含有金属铜，证明合金中含有铜；
（2）双氧水是一种绿色氧化剂，可以实现金属铜和硫酸之间的反应；
（3）合金中的铝在过量氢氧化钠溶液中溶解生成偏铝酸钠和氢气，利用氢氧化铝溶于强酸溶液，硅酸不溶于酸设计实验验证；硅酸的酸性小于碳酸，二氧化碳过量反应生成碳酸氢钠；

解答： 解：（1）结合产物判断流程中生成蓝矾，说明B中含有铜，①由①、②两组数据分析，两次剩余物的质量相差4.2g，此时生成1.12LNO气体（转移0.075 mol电子）．若只溶解铁，质量为4.2g，若只溶解铜，质量为4.8g．由此可知这9g中含有金属Cu，故答案为：Cu；
（2）双氧水是一种绿色氧化剂，在双氧水的作用下，金属铜可以和硫酸发生反应：Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O；
故答案为：H₂O₂，Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O；
（3）若反应①产生的气体是H₂，则验证滤液A只含NaAlO₂、不含Na₂SiO₃的方法是利用氢氧化铝溶液强酸，硅酸不溶于强酸生成沉淀设计验证，方法为：取少量滤液A于试管中，滴加盐酸，开始生成白色沉淀为氢氧化铝，继续滴加盐酸，氢氧化铝会溶解生成氯化铝，无白色沉淀现象证明不含硅酸钠；过量二氧化碳通入硅酸钠溶液中，碳酸酸性大于硅酸，反应生成硅酸沉淀和碳酸氢钠，如果滤液A只含Na₂SiO₃而不含NaAlO₂ ，则反应反应的离子方程式为：Si+2OH^-+H₂O═SiO₃^2--+2H₂↑；
故答案为：过量盐酸，先有白色沉淀生成，继续滴加盐酸，白色沉淀全部溶解证明不不含硅酸钠；Si+2OH^-+H₂O═SiO₃^2--+2H₂↑；

点评：本题考查了物质定量测定的实验方法应用，物质性质的应用和判断是解题关键，数据分析和计算是难点，主要考查了铁、铝、铜及其化合物性质的综合应用和分离方法，题目难度中等．