Question

某校化學(xué)小組的同學(xué)將一批廢棄的線路板簡(jiǎn)單處理后，得到Cu、Al、Fe及少量Au、Pt等金屬的混合物，并設(shè)計(jì)了如下制備強(qiáng)酸銅和硫酸鋁晶體的方案：

回答下列問(wèn)題：

（1）第②步加入H₂O₂是為了除云Fe²⁺，該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)________；

（2）濾渣2的主要成分是Fe(OH)₃和Al(OH)₃。由濾渣2制取Al₂(SO₄)₃·18H₂O實(shí)驗(yàn)過(guò)程的最后步驟是__________________。

（3）用第③步所得CuSO₄·5H₂O可制得Cu(OH)₂。化學(xué)活動(dòng)小組為探究Cu(OH)₂受熱分解產(chǎn)物及產(chǎn)物性質(zhì)，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)過(guò)程：取0.98g Cu(OH)₂固體加熱，有銅的氧化物生成，其質(zhì)量隨溫度變化如圖所示，產(chǎn)物A、B的化學(xué)式分別為_(kāi)___和Cu₂O。通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)和圖像可以得出如下結(jié)論：高溫時(shí)B______（填“較穩(wěn)定”或“不穩(wěn)定”）。

活動(dòng)小組同學(xué)還進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

①甲同學(xué)用下列裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（夾持裝置末畫(huà)出），最終得出的結(jié)論是加熱時(shí)A可將NH₃氧化為N₂，A被還原為單質(zhì)Cu，支持甲同學(xué)結(jié)論的現(xiàn)象是______；

②乙同學(xué)用下列實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中觀察到混合粉末最終變成紅色物質(zhì)，同時(shí)生成一種無(wú)色、有刺激性氣味的氣體，該氣體化學(xué)式為_(kāi)______；有人認(rèn)為乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置中在裝B物質(zhì)的試管與燒杯之間需加一個(gè)防倒吸裝置，你認(rèn)為是否有必要_____，若有必要請(qǐng)簡(jiǎn)述原因并加以改進(jìn)____________。

 

 

Answer 1

【答案】

（15分）（1）2Fe^2＋＋H₂O₂＋4OH^－＝2Fe(OH)₃（2分）

（2）過(guò)濾、洗滌、干燥（2分，只答對(duì)一個(gè)不得分，對(duì)2各得1分）（3）CuO（2分）；較穩(wěn)定（2分）

①硬質(zhì)玻璃管中黑色固體變成紅色，燒杯中導(dǎo)管口部分產(chǎn)生氣泡，有無(wú)色、無(wú)味氣體生成（2分）

②SO₂（2分）；需要（1分）；實(shí)驗(yàn)中因?yàn)榉磻?yīng)產(chǎn)生SO₂氣體易于NaOH溶液反應(yīng)，會(huì)使體系內(nèi)壓強(qiáng)急劇減小造成倒吸（1分）。在導(dǎo)管末端連接一倒置得漏斗（1分），漏斗邊緣剛剛沒(méi)于液面下（1分）；（或?qū)Ч苣┒诉B接一干燥管，在干燥管得尖嘴部分插于液面下；氣體合理答案也得分）

【解析】

試題分析：（1）亞鐵離子具有還原性，雙氧水具有氧化性，在堿性條件下，將亞鐵離子氧化生成氫氧化鐵而除去，反應(yīng)得離子方程式是2Fe^2＋＋H₂O₂＋4OH^－＝2Fe(OH)₃。

（2）氫氧化鋁是兩性氫氧化物，所以由氫氧化鐵和氫氧化鋁制備硫酸鋁的主要操作是：濾渣2溶解在氫氧化鈉溶液，過(guò)濾得到氫氧化鐵固體，然后向?yàn)V液中進(jìn)入適量的稀硫酸生成硫酸鋁，然后蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶即可，所以實(shí)驗(yàn)過(guò)程的最后步驟是過(guò)濾、洗滌、干燥。

（3）A固體的質(zhì)量是0.80g，因此在加熱過(guò)程中固體減少0.98g－0.80g＝0.18g。由于0.98g氫氧化銅中水的質(zhì)量是×18g/mol＝0.18g，這說(shuō)明A固體恰好是氧化銅，化學(xué)式是CuO。氧化銅繼續(xù)加熱又生成氧化亞銅，這說(shuō)明在高溫下，氧化亞銅比氧化銅較穩(wěn)定。

①氧化銅可將NH₃氧化為N₂，同時(shí)氧化銅被還原為單質(zhì)Cu，所以支持甲同學(xué)結(jié)論的現(xiàn)象是硬質(zhì)玻璃管中黑色固體變成紅色，燒杯中導(dǎo)管口部分產(chǎn)生氣泡，有無(wú)色、無(wú)味氣體生成。

②由于該氣體是無(wú)色、有刺激性氣味的氣體，所以根據(jù)物質(zhì)的組成元素可知，該氣體是SO₂。由于實(shí)驗(yàn)中因?yàn)榉磻?yīng)產(chǎn)生SO₂氣體易于NaOH溶液反應(yīng)，會(huì)使體系內(nèi)壓強(qiáng)急劇減小造成倒吸，所以在導(dǎo)管末端連接一倒置的漏斗，漏斗邊緣剛剛沒(méi)于液面下以防止倒吸，所以是有必要的。

考點(diǎn)：考查氧化還原反應(yīng)方程式、物質(zhì)的制備于分離；氫氧化銅分解產(chǎn)物以及銅的氧化物穩(wěn)定性判斷；氧化銅、SO₂的性質(zhì)、倒吸裝置的選擇等