Question

20．研究工業(yè)廢棄物的處理和防治具有重要的意義．
（1）利用反應(yīng)CH₄+2NO₂ $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$N₂+CO₂+2H₂O可消除NO₂的污染，該反應(yīng)中氧化劑是NO₂，當(dāng)消耗CH₄的體積是11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）時(shí)，理論上可處理1molNO₂．
（2）治理汽車尾氣中CO和NO的一種方法是：在汽車排氣管中安裝一個(gè)催化轉(zhuǎn)化裝置，該裝置能將CO和NO轉(zhuǎn)化為參與大氣循環(huán)的無(wú)毒氣體．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NO+2CO$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$N₂+2CO₂．
（3）某工廠排放的工業(yè)廢水中可能含有Fe³⁺、Al³⁺、C_u²⁺，為了減少環(huán)境污染，變廢為寶，利用廢鐵屑制得Fe₂O₃、Al₂O₃和金屬Cu，過(guò)程如下．

①固體A的成分是Fe、Cu．（填化學(xué)式）
②溶液B中的陽(yáng)離子有Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺．
③D與過(guò)量H溶液反應(yīng)生成E的離子方程式是Al³⁺+4OH^-═AlO₂^-+2H₂O．
④溶液E焰色呈黃色，試劑H是NaOH溶液．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)元素化合價(jià)的變化來(lái)判斷氧化劑的化合價(jià)降低；根據(jù)反應(yīng)方程式分析判斷；
（2）在催化劑條件下NO和CO反應(yīng)，生成CO₂和N₂；
（3）由流程可知，某工廠排放的工業(yè)廢水中含F(xiàn)e³⁺、Al³⁺、Cu²⁺，先加過(guò)量鐵2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺，鐵在金屬活動(dòng)順序表中排在銅的前面，所以鐵粉把銅置換出來(lái)，發(fā)生Fe+Cu²⁺═Cu+2Fe²⁺，由于鐵過(guò)量，可知固體A中含F(xiàn)e和Cu；試劑G為鹽酸，Cu與鹽酸不反應(yīng)，則固體C為Cu，溶液B中含F(xiàn)e³⁺、Al³⁺、Fe²⁺，加氯水，+2價(jià)的鐵離子被氯水氧化，2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；再加過(guò)量D生成沉淀F和溶液E，則D為強(qiáng)堿溶液，溶液E為偏鋁酸鹽，沉淀F為Fe（OH）₃，以此進(jìn)行解答．

解答 解：（1）二氧化氮中氮由+4價(jià)變成0價(jià)，所以二氧化氮是氧化劑，據(jù)反應(yīng)CH₄+2NO₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$N₂+CO₂+2H₂O可知1mol的甲烷消耗2mol的二氧化氮，所以當(dāng)消耗CH₄的體積是11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）時(shí)，理論上可處理1molNO₂，
故答案為：NO₂；1；
（2）在催化劑條件下NO和CO反應(yīng)，生成CO₂和N₂，反應(yīng)的方程式為：2NO+2CO$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$N₂+2CO₂，
故答案為：2NO+2CO$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$N₂+2CO₂；
（3）由流程可知，某工廠排放的工業(yè)廢水中含F(xiàn)e³⁺、Al³⁺、Cu²⁺，先加過(guò)量鐵2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺，鐵在金屬活動(dòng)順序表中排在銅的前面，所以鐵粉把銅置換出來(lái)，發(fā)生Fe+Cu²⁺═Cu+2Fe²⁺，由于鐵過(guò)量，可知固體A中含F(xiàn)e和Cu；試劑G為鹽酸，Cu與鹽酸不反應(yīng)，則固體C為Cu，溶液B中含F(xiàn)e³⁺、Al³⁺、Fe²⁺，加氯水，+2價(jià)的鐵離子被氯水氧化，2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；再加過(guò)量D生成沉淀F和溶液E，則D為強(qiáng)堿溶液，溶液E為偏鋁酸鹽，沉淀F為Fe（OH）₃，
①由上述分析可知，A為Fe和Cu，
故答案為：Fe、Cu；
②溶液B中的金屬陽(yáng)離子有：Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺，
故答案為：Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺；
③D與過(guò)量H溶液反應(yīng)生成E的離子方程式是：Al³⁺+4 OH^-═AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Al³⁺+4 OH^-═AlO₂^-+2H₂O；
④E為偏鋁酸鹽，且溶液E焰色呈黃色，則E為偏鋁酸鈉，故H為NaOH溶液，
故答案為：NaOH溶液．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)分離與提純方法、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)等知識(shí)，題目難度中等，明確常見(jiàn)物質(zhì)分離與提純方法為解答關(guān)鍵，試題知識(shí)點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，充分考查學(xué)生的分析能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>