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    如图是某研究性学习小组设计的对一种废旧合金的各成分（含有Cu、Fe、Si 三种成分）进行分离、回收再利用的工业流程，通过该流程将各成分转化为常用的单质及化合物．
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    已知：298K时，Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20，Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38，Ksp[Mn（OH）2]=1.9×10-13，根据上面流程回答有关问题：
    （1）操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ指的是
     
    ．
    （2）加入过量FeCl3溶液过程中可能涉及的化学方程式：
     
    ．
    （3）过量的还原剂应是
     
    ．
    （4）①向溶液b中加入酸性KMnO4溶液发生反应的离子方程式为
     
    ．
    ②若用X mol/L KMnO4溶液处理溶液b，当恰好将溶液中的阳离子完全氧化时消耗KMnO4溶液Y mL，则最后所得红棕色固体C的质量为
     
    g（用含X、Y的代数式表示）．
    （5）常温下，若溶液c中所含的金属阳离子浓度相等，向溶液c中逐滴加入KOH溶液，则三种金属阳离子沉淀的先后顺序为：
     
    ．（填金属阳离子）
    （6）最后一步电解若用惰性电极电解一段时间后，析出固体B的质量为Z g，同时测得阴阳两极收集到的气体体积相等，则标况下阳极生成的最后一种气体体积为
     
    L（用含Z的代数式表示）；该电极的反应式为
     
    ．
    分析：（1）根据操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分离得到的物质来判断；
    （2）FeCl3具有氧化性，会把铁、铜氧化；
    （3）根据流程最后滤液中含铜，加入过量的还原剂目的是还原过量的氯化铁；
    （4）①溶液b中含亚铁离子，会被酸性高锰酸钾氧化；
    ②根据关系式和原子守恒可计算出C（Fe2O3）的质量；
    （5）根据溶度积常数大小判断沉淀先后顺序；
    （6）由流程可知，电解氯化铜得到铜和氯气，生成Zg 铜转移电子数为：
    Zg
    64g/mol
    ×2    ，生成氯气：
    Z
    64
    mol，要使两极得到气体体积相同，则还要电解水，设电解水的物质的量为x，根据反应式：2H2O
     通电 
    .
     
    H2↑+O2↑可知，生成xmol氢气和0.5xmol氧气，根据两极气体体积相等可列出方程，写出阳极电极反应式．
    解答：解：（1）通过操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都得到固体和溶液，所用该操作是过滤，过滤是把不溶性固体和溶液分开的操作，
    故答案为：过滤；
    （2）FeCl3具有氧化性，会把铁、铜氧化，反应方程式为：2FeCl3+Fe=3FeCl2、2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，
    故答案为：FeCl3+Fe=3FeCl2、2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2；
    （3）根据流程最后滤液中含铜，加入过量的还原剂目的是还原过量的氯化铁，故应加铜，故答案为：铜粉；
    （4）①溶液b中含亚铁离子，会被酸性高锰酸钾氧化成铁离子，高锰酸钾被还原为锰离子，反应的离子方程式为MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O，
    故答案为：MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O；
    ②根据关系式计算：
      2 MnO4-～10Fe2+～5Fe2O3
        2     10     5×160g
      0.001XY          m
    m=
    0.001XY×5×160g
    2
    =0.4XY，
    故答案为：0.4XY；
    （5）因Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20，Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38，Ksp[Mn（OH）2]=1.9×10-13，
    溶度积常数越小，对应离子越易沉淀，故沉淀顺序为：Fe3+＞Cu2+＞Mn2+，
    故答案为：Fe3+＞Cu2+＞Mn2+；
    （6）由流程可知，电解氯化铜得到铜和氯气，生成Zg 铜转移电子数为：
    Zg
    64g/mol
    ×2    =
    Z
    32
    mol，生成氯气：
    Z
    64
    mol，要使两极得到气体体积相同，则还要电解水，设电解水的物质的量为x，根据反应式：2H2O
     通电 
    .
     
    H2↑+O2↑可知，生成xmol氢气和0.5xmol氧气，根据两极气体体积相等可列出方程：
    Z
    64
    mol+0.5xmol=xmol，解得x=
    Z
    32
    ，故生成氧气的物质的量为：
    Z
    64
    mol，标况下体积为：
    Z
    64
    mol×22.4L/mol=
    22.4Z
    64
    L，生成氧气的电极反应式为：4OH--4e-=O2↑+4H2O，
    故答案为：
    22.4Z
    64
    ；4OH--4e-=O2↑+4H2O．
    点评：本题考查了实验方案的设计，设计实验基本操作，物质的分离与除杂，离子方程式的书写，沉淀溶解平衡及电解原理，题目较难，要考虑整个流程，从实验目的出发围绕问题根据化学原理一步步解答．
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    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    （2011?南关区二模）某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究．
    （1）提出假设 
    ①该反应的气体产物是CO2．
    ②该反应的气体产物是CO．
    ③该反应的气体产物是
    CO2和CO的混合物
    CO2和CO的混合物
    ．
    （2）设计方案   
    如图所示，将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应，测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比．
    （3）查阅资料
    氮气不与碳、氧化铁发生反应．实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠（NaNO2）饱和溶液混合加热反应制得氮气．请写出该反应的离子方程式：
    NH4++NO2-
      △  
    .
     
    N2↑+2H2O
    NH4++NO2-
      △  
    .
     
    N2↑+2H2O
    ．
    （4）实验步骤
    ①按如图连接装置，并检查装置的气密性，称取3.20g氧化铁、2.00g碳粉混合均匀，放入10.38g的硬质玻璃管中；
    ②加热前，先通一段时间纯净干燥的氮气；
    ③停止通入N2后，夹紧弹簧夹，加热一段时间，澄清石灰水（足量）变浑浊；
    ④待反应结束，再缓缓通入一段时间的氮气．冷却至室温，称得硬质玻璃管和固体总质量为53.02g；
    ⑤过滤出石灰水中的沉淀，洗涤、烘干后称得质量为1g．步骤②、④中都分别通入N2，其作用分别为
    步骤②中是为了排尽空气，步骤④是为了赶出所有的二氧化碳，确保被完全吸收
    步骤②中是为了排尽空气，步骤④是为了赶出所有的二氧化碳，确保被完全吸收
    ．
    （5）数据处理
    试根据实验数据分析，写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式：
    5C+2Fe2O3
      △  
    .
     
    4Fe+4CO+CO2↑
    5C+2Fe2O3
      △  
    .
     
    4Fe+4CO+CO2↑
    ．
    （6）实验优化
    学习小组有同学认为应对实验装置进一步完善．
    ①甲同学认为：应将澄清石灰水换成Ba（OH）2溶液，其理由是
    氢氧化钡的溶解度大，浓度大，使二氧化碳被吸收的更完全，碳酸钡的相对原子质量大于碳酸钙的，称量时相对误差小
    氢氧化钡的溶解度大，浓度大，使二氧化碳被吸收的更完全，碳酸钡的相对原子质量大于碳酸钙的，称量时相对误差小
    ．
    ②从环境保护的角度，请你再提出一个优化方案：
    在尾气口处加一点燃的酒精灯
    在尾气口处加一点燃的酒精灯
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    某校开展课外研究性学习：从废旧干电池中回收碳棒、MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质，整个过程如下，回答有关问题：
    （1）如图是干电池的基本构造图，干电池工作时正极上的反应是N
    H
    +
    4
    +e-=NH3↑+
    1
    2
    H2↑    则负极上的电极反应式是
    Zn-2e-=Zn2+
    Zn-2e-=Zn2+
    ．MnO2的作用是除去正极上的某产物，本身生成Mn2O3，该反应的化学方程式是
    2MnO2+H2=Mn2O3+H2O
    2MnO2+H2=Mn2O3+H2O
    ．
    （2）锌皮和碳棒的回收：用钳子和剪子剪开回收的干电池的锌筒，将锌皮和碳棒取出，刷洗干净，将电池内的黑色粉末移入小烧杯中．
    （3）氯化铵、氯化锌的提取、分离和检验．①如何从黑色粉末中提取NH4Cl和ZnCl2的晶体混合物？写出简要的实验步骤：
    向黑色粉末中加入一定量的蒸馏水充分搅拌溶解，过滤，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶，再过滤，所得晶体即为ZnCl2和NH4Cl的混合物
    向黑色粉末中加入一定量的蒸馏水充分搅拌溶解，过滤，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶，再过滤，所得晶体即为ZnCl2和NH4Cl的混合物
    ．
    ②用什么方法可将NH4Cl和ZnCl2的晶体混合物分离开？
    加热
    加热
    ．
    ③写出证明ZnCl2晶体中含Zn2+的操作步骤及实验现象：
    取少量ZnCl2于试管中溶解，将溶液平均分为两等份，分别滴加足量NaOH溶液和氨水，两支试管中均为先后白色沉淀生成，后沉淀又溶解
    取少量ZnCl2于试管中溶解，将溶液平均分为两等份，分别滴加足量NaOH溶液和氨水，两支试管中均为先后白色沉淀生成，后沉淀又溶解
    （已知Zn（OH）2是两性氢氧化物且能溶解于氨水）
    ④最后剩余的黑色残渣的主要成分是MnO2，还有炭黑和有机物等，可用灼烧的方法除去杂质．该实验中需要用到的主要仪器除酒精灯外，还有
    坩埚、坩埚钳、三脚架、泥三角、玻璃棒
    坩埚、坩埚钳、三脚架、泥三角、玻璃棒
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    人体血液里Ca2+的浓度一般采用mg/cm3来表示．抽取一定体积的血样，加适量的草酸铵[（NH4）2C2O4]溶液，可析出草酸钙（CaC2O4）沉淀，将此草酸钙沉淀洗涤后溶于强酸可得草酸（H2C2O4），再用KMnO4溶液滴定即可测定血液样品中Ca2+的浓度．某研究性学习小组设计如下实验步骤测定血液样品中Ca2+的浓度．
    配制KMnO4标准溶液如图所示是配制50mL KMnO4 标准溶液的过程示意图．

    （1）请你观察图示判断，其中不正确的操作有（填序号）
    ②⑤
    ②⑤
    ；
    （2）其中确定50mL溶液体积的容器是（填名称）
    容量瓶
    容量瓶
    ；
    （3）如果用图示的操作配制溶液，所配制的溶液浓度将
    偏小
    偏小
    （填“偏大”或“偏小”）．
    测定血液样品中Ca2+的浓度：抽取血样20.00mL，经过上述处理后得到草酸，再用0.020mol/L KMnO4 溶液滴定，使草酸转化成CO2逸出，这时共消耗12.00mL KMnO4溶液．
    （4）已知草酸跟KMnO4反应的离子方程式为：2MnO
     
    -
    4
    +5H2C2O4+6H+═2Mnx++10CO2↑+8H2O
    则方程式中的x=
    2
    2
    ．
    （5）经过计算，血液样品中Ca2+的浓度为
    1.2
    1.2
    mg/cm3．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    精英家教网某研究性学习小组为证明2Fe3++2I-?2Fe2++I2为可逆反应（即反应存在一定的限度），设计如下几种方案．已知FeF63-是一种无色的稳定的络离子．
    按要求回答下列问题．
    方案甲：
    取5mL 0.1mol/L KI溶液，滴加2ml 0.1mol/L 的FeCl3溶液，再继续加入2mL CCl4，充分振荡．静置、分层，再取上层清液，滴加KSCN溶液．
    （1）甲方案中能证明该反应为可逆反应的现象是
     
    ．
    （2）有同学认为该方案设计不够严密，即使该反应为不可逆反应也可能出现上述现象，其原因是
     
    ．
    方案乙：
    取5mL 0.1mol/L KI溶液，滴加2ml 0.1mol/L 的FeCl3溶液，溶液呈棕黄色，再往溶液中滴加NH4F溶液，若看到
     
    现象，即可证明该反应为可逆反应，请解释产生该现象的原因
     
    ．
    方案丙：
    设计如图原电池装置，接通灵敏电流计，指针向右偏转（注：灵敏电流计指针总是偏向电源正极），随着时间进行电流计读数逐渐变小，最后读数变为零．
    当指针读数变零后，在乙烧杯中加入1mol/L FeCl2溶液，若观察到灵敏电流计的指针向
     
    方向偏转（填“左”、“右”或“不移动”），即可判断该反应为可逆反应，此时甲中石墨电极上的电极反应式为
     
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    某研究性学习小组的一个课题是“NO2能否支持木条的燃烧？”由于实验室中没有现成的NO2气体，该小组的同学设计了两个方案（忽略N2O4的存在，图中铁架台等夹持仪器均已略去）进行实验探究：
    方案一的实验装置如图1所示，
    方案二的实验装置如图2所示．
    精英家教网
    （1）仪器a的名称为：
     
    ．
    （2）在两个实验方案中，小烧杯中溶液的作用是
     

    （3）已知方案二中硝酸铜固体加热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气，写出该反应的化学方程式：
     
    ．
    （4）实验开始后，方案一中木条上的火星逐渐熄灭，甲组同学得出结论：NO2不能支持燃烧；实验方案二中，木条上的火星复燃了，乙组同学得出结论：NO2能支持燃烧．
    你认为哪一个结论是正确的：
     
     （填“甲”或“乙”），其原因是
     
    ．

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