【題目】工業(yè)上常常會(huì)大量的廢料,如果不加以回收利用甚至?xí)斐森h(huán)境污染,某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)流程,用含有鋁、鐵和銅的合金廢料制取氯化鋁、綠礬晶體(FeSO4·7H2O和膽礬晶體。

請(qǐng)回答:

(1寫出步驟Ⅰ反應(yīng)的離子方程式:_________________________。

(2步驟Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均需進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是____________。

(3進(jìn)行步驟Ⅱ時(shí),該小組用如圖所示裝置及試劑制取CO2并將制得的氣體通入溶液A中。一段時(shí)間后,觀察到燒杯中產(chǎn)生的白色沉淀會(huì)逐漸減少。為了避免固體C減少,可采取的改進(jìn)措施是____________________。

(4用固體F制備CuSO4溶液,可設(shè)計(jì)以下三種途徑:

寫出途徑②中反應(yīng)的離子方程式:__________________________,

請(qǐng)選出你認(rèn)為的最佳途徑并說明選擇的理由:______________________________。

【答案】

(12Al+2OH+2H2O===2AlO+3H2

(2稀硫酸(H2SO4;過濾

(3在裝置a、b之間增加一個(gè)盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶(其他合理答案均可

(43Cu+2NO+8H===3Cu2++2NO↑+4H2O;最佳途徑為②;因?yàn)楹乃嵘?/span>,且不產(chǎn)生污染氣體

【解析】

試題分析:鋁、鐵和銅的合金中只有金屬鋁可以和氫氧化鈉之間反應(yīng)生成溶液A偏鋁酸鈉,固體B是金屬鐵和金屬銅,A中通入過量的二氧化碳可以得到氫氧化鋁沉淀C和碳酸氫鈉溶液D,金屬鐵可以和硫酸之間發(fā)生反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣,但是金屬銅和稀硫酸之間不反應(yīng),硫酸亞鐵溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶可以獲得綠礬晶體,金屬銅可以獲得膽礬晶體

(1步驟Ⅰ加過量的氫氧化鈉,金屬鋁和氫氧化鈉反應(yīng),金屬鋁溶解其中生成偏鋁酸鈉溶液,即2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,故答案為:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;

(2金屬鐵和金屬銅不與氫氧化鈉反應(yīng),金屬銅和稀硫酸之間不反應(yīng),但是金屬鐵可以和稀硫酸之間反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣,進(jìn)而制的綠礬晶體,步驟Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均是固體和液體的分離操作,應(yīng)該是過濾,故答案為:稀硫酸或H2SO4;過濾;

(3進(jìn)行步驟Ⅱ時(shí),該小組用如圖2所示裝置及試劑將制得的CO2氣體通入溶液A中.一段時(shí)間后,觀察到燒杯中產(chǎn)生的白色沉淀逐漸減少,其原因是二氧化碳?xì)怏w中含有從鹽酸中揮發(fā)出的氯化氫氣體,氯化氫在水中溶解了部分沉淀氫氧化鋁,發(fā)生的反應(yīng)為Al(OH3+3H+=Al3++3H2O,為了避免固體C減少,可在制取二氧化碳的收集裝置中增加一個(gè)洗去氯化氫的裝置,二氧化碳在飽和碳酸氫鈉中不溶,氯化氫和碳酸氫鈉反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w,所以可在裝置I和Ⅱ之間增加一個(gè)盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣瓶,除去二氧化碳中的氯化氫,故答案為:在裝置I和Ⅱ之間增加一個(gè)盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣瓶;

(4金屬銅可以和硝酸之間反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水,即3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O,銅不能和稀硫酸反應(yīng),但是當(dāng)加熱并通入空氣之后,銅和氧氣反應(yīng)生成氧化銅,然后氧化銅會(huì)和硫酸反應(yīng)生成硫酸銅,不會(huì)產(chǎn)生污染大氣的氣體,該過程原料利用率高,所以途徑②最佳,故答案為:3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O;途徑②最佳,理由是原料利用率高,環(huán)境污染小

練習(xí)冊(cè)系列答案
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對(duì)上述流程中的判斷正確的是

①試劑X為稀硫酸,沉淀中含有硅的化合物

②反應(yīng) II 中生成AlOH3的反應(yīng)為:CO2+AlO2-+2H2O═AlOH3↓+HCO3-

③結(jié)合質(zhì)子H+ 的能力由弱到強(qiáng)的順序是OH->AlO2->CO32-

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C. 導(dǎo)熱性好 D. 熔點(diǎn)高

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【題目】納米級(jí)Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)注,下表為制取Cu2O的三種方法:

(1)已知:2Cu (s)+O2(g) =Cu2O(s) H=-a kJ·mol-1

C (s)+O2(g) =CO (g) H=-b kJ·mol-1

Cu (s)+O2(g) =CuO (s) H=-c kJ·mol-1

則方法I發(fā)生的反應(yīng):2CuO(s) +C(s) =Cu2O(s)+CO(g);H__________kJ·mol-1

(2)工業(yè)上很少用方法I制取Cu2O,是由于方法I反應(yīng)條件不易控制,若控溫不當(dāng),會(huì)降低Cu2O產(chǎn)率,請(qǐng)分析原因:__________________。

(3)方法II為加熱條件下用液態(tài)肼(N2H4)逐原新制Cu (OH)2來制備納米級(jí)Cu2O,同時(shí)放出N2,該制法的化學(xué)方程式為____________________。

(4)方法III采用離子交換膜控制電解液中OH-的濃度而制備納米Cu2O,裝置如圖所示,寫出電極反應(yīng)式并說明該裝置制備Cu2O的原理________________________。

(5)在相同的密閉容器中,用以上兩種方法制得的Cu2O分別進(jìn)行催化分解水的實(shí)驗(yàn):

2H2O(g) 2H2(g) + O2(g) H>O,水蒸氣的濃度(mol/L)隨時(shí)間t(min)變化如下表所示

下列敘述正確的是_________(填字母代號(hào)).

a.實(shí)驗(yàn)的溫度:T2<T1

b.實(shí)驗(yàn)前20min的平均反應(yīng)速率v(O2)=7×10- 5mol/(L·min)

c.實(shí)驗(yàn)比實(shí)驗(yàn)所用的Cu2O催化效率高

d.實(shí)驗(yàn)、、的化學(xué)平衡常數(shù)的關(guān)系:K1=K2<K3

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D. 實(shí)驗(yàn)IV:繼續(xù)煮沸溶液至紅褐色,停止加熱,當(dāng)光束通過體系時(shí)可產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)

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C. 青霉素有阻止多種細(xì)菌生長(zhǎng)的優(yōu)異功能,雖經(jīng)1×107倍稀釋,仍有療效

D. 青霉素是重要的消炎藥

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