Question

【题目】某研究所对含硫酸亚铁和硫酸铜的工业废料进行相关的研究。实验过程如下：

回答下列问题：

(1)滤渣的成分为______________，操作②的名称为____________。

(2)上图溶液B中所发生反应的离子方程式为_________________________________。

(3)实验要求先向溶液B中通入过量的空气，证明通入空气过量的方法是___________________

(4)操作③第一步需要的仪器除了酒精灯、铁架台外，还需要____________________________。

(5)某同学利用下面装置制备氢气并利用氢气还原某金属氧化物，根据要求回答问题。

①请设计一个实验方案验证H2的还原性并检验其氧化产物，其装置连接顺序是A→________→________→________→D(除D装置外，其他装置不能重复使用)，最后D装置中所加药品为________，其作用是_______________________________。

Answer 1

【答案】Fe、Cu 过滤 4Fe2＋＋O2＋8NH3＋10H2O===8NH4+＋4Fe(OH)3↓ 取上层清液少许于试管中，加入酸性高锰酸钾溶液，酸性高锰酸钾溶液的紫色不变 蒸发皿、玻璃棒 C B D 碱石灰 防止空气中的水蒸气进入前面装置中

【解析】

含硫酸亚铁和硫酸铜的工业废料，结合流程可知，过量还原性试剂A为Fe，置换出Cu，则操作①为过滤，滤渣中为Cu和过量的Fe；溶液B中主要含硫酸亚铁，通入空气和氨气，反应生成硫酸铵和氢氧化铁，操作②为过滤，固体为氢氧化铁，操作④为加热，生成红色的氧化铁；溶液C为硫酸铵溶液，则操作③为蒸发结晶得到硫酸铵晶体，然后结合氢气还原金属氧化物时，先通入氢气后加热，试管冷却后再停止通入氢气来解答。

含硫酸亚铁和硫酸铜的工业废料，结合流程可知，过量还原性试剂A为Fe，置换出Cu，则操作①为过滤，滤渣中为Cu和过量的Fe；溶液B中主要含硫酸亚铁，通入空气和氨气，反应生成硫酸铵和氢氧化铁，操作②为过滤，固体为氢氧化铁，操作④为加热，生成红色的氧化铁；溶液C为硫酸铵溶液，则操作③为蒸发结晶得到硫酸铵晶体。

（1）由上述分析可知，滤渣为Fe、Cu，操作①为过滤，故答案为Fe、Cu；过滤；

（2）B中所发生反应的离子方程式为4Fe2++O2+8NH3+10H2O=8NH4++4Fe（OH）3↓，故答案为4Fe2++O2+8NH3+10H2O=8NH4++4Fe（OH）3↓；

（3）向溶液B中通入过量的空气，证明通入空气过量，即亚铁离子不存在，其方法是取上层清液少许于试管中，加入酸性高锰酸钾溶液，酸性高锰酸钾溶液的紫色不变（无变化），故答案为取上层清液少许于试管中，加入酸性高锰酸钾溶液，酸性高锰酸钾溶液的紫色不变；

（4）操作③为蒸发结晶，还需要的仪器为蒸发皿、玻璃棒，故答案为蒸发皿，玻璃棒；

（5）根据验证H2的还原性并检验其氧化产物，装置顺序依次为制取氢气装置A、干燥氢气装置C、还原金属氧化物B、检验还原产物D、吸收空气中的水分装置D，连接顺序为：A-C-B-D-D，D装置中所加药品碱石灰，其作用为防止空气中水蒸气进入前面装置中，故答案为C，B，D，碱石灰，防止空气中水蒸气进入前面装置中。