Question

為了確定一批合金廢料的成分并加以回收利用，某同學(xué)擬定了以下實驗方案：
請回答下列問題：
（1）從上述信息可確定該合金中一定含有Fe和

 

（填化學(xué)式）．
（2）“試劑a”是一種不引入雜質(zhì)的綠色氧化劑，該氧化劑的化學(xué)式為

 

；濾渣D、稀硫酸和試劑a反應(yīng)的總化學(xué)方程式為

 

．
（3）若反應(yīng)①產(chǎn)生的氣體是H₂，則驗證濾液A只含NaAlO₂不含Na₂SiO₃的方法是：取少量濾液A于試管中，

 

；如果濾液A只含Na₂SiO₃而不含NaAlO₂，則反應(yīng)①的離子方程式為

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實驗設(shè)計題

分析：合金廢料加入足量氫氧化鈉溶液得到氣體，依據(jù)最后得到的晶體可知一定存在鐵和銅，同時含有與氫氧化鈉反應(yīng)生成氣體的應(yīng)可能為Al或Si等，濁液中含有鐵、銅，過濾后濾渣B加入稀硫酸鐵溶解生成濾液C為硫酸亞鐵溶液，濾渣D為銅，在稀硫酸溶液中加入過氧化氫，氧化銅反應(yīng)生成硫酸銅溶液，通過蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌得到硫酸銅晶體；
（1）依據(jù)題干信息，結(jié)合流程中的溶解情況計算得到，最后得到藍(lán)礬說明濾渣B中含有金屬銅，證明合金中含有銅；
（2）雙氧水是一種綠色氧化劑，可以實現(xiàn)金屬銅和硫酸之間的反應(yīng)；
（3）合金中的鋁在過量氫氧化鈉溶液中溶解生成偏鋁酸鈉和氫氣，利用氫氧化鋁溶于強(qiáng)酸溶液，硅酸不溶于酸設(shè)計實驗驗證；硅酸的酸性小于碳酸，二氧化碳過量反應(yīng)生成碳酸氫鈉；

解答： 解：（1）結(jié)合產(chǎn)物判斷流程中生成藍(lán)礬，說明B中含有銅，①由①、②兩組數(shù)據(jù)分析，兩次剩余物的質(zhì)量相差4.2g，此時生成1.12LNO氣體（轉(zhuǎn)移0.075 mol電子）．若只溶解鐵，質(zhì)量為4.2g，若只溶解銅，質(zhì)量為4.8g．由此可知這9g中含有金屬Cu，故答案為：Cu；
（2）雙氧水是一種綠色氧化劑，在雙氧水的作用下，金屬銅可以和硫酸發(fā)生反應(yīng)：Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O；
故答案為：H₂O₂，Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O；
（3）若反應(yīng)①產(chǎn)生的氣體是H₂，則驗證濾液A只含NaAlO₂、不含Na₂SiO₃的方法是利用氫氧化鋁溶液強(qiáng)酸，硅酸不溶于強(qiáng)酸生成沉淀設(shè)計驗證，方法為：取少量濾液A于試管中，滴加鹽酸，開始生成白色沉淀為氫氧化鋁，繼續(xù)滴加鹽酸，氫氧化鋁會溶解生成氯化鋁，無白色沉淀現(xiàn)象證明不含硅酸鈉；過量二氧化碳通入硅酸鈉溶液中，碳酸酸性大于硅酸，反應(yīng)生成硅酸沉淀和碳酸氫鈉，如果濾液A只含Na₂SiO₃而不含NaAlO₂ ，則反應(yīng)反應(yīng)的離子方程式為：Si+2OH^-+H₂O═SiO₃^2--+2H₂↑；
故答案為：過量鹽酸，先有白色沉淀生成，繼續(xù)滴加鹽酸，白色沉淀全部溶解證明不不含硅酸鈉；Si+2OH^-+H₂O═SiO₃^2--+2H₂↑；

點評：本題考查了物質(zhì)定量測定的實驗方法應(yīng)用，物質(zhì)性質(zhì)的應(yīng)用和判斷是解題關(guān)鍵，數(shù)據(jù)分析和計算是難點，主要考查了鐵、鋁、銅及其化合物性質(zhì)的綜合應(yīng)用和分離方法，題目難度中等．