题目

题型：不详难度：来源：

为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用，甲同学设计的实验方案如下：

请回答：
（1）绿矾的化学式为          。
（2）写出反应①的化学方程式                                    ，
反应②生成沉淀的离子反应方程式                                。
（3）为了检测滤液D中含有的金属离子，可设计实验方案为（试剂自选）：     。
（4）在滤渣B中滴加稀硫酸时，发现反应速率比一般的铁粉反应要快，其原因是                    。
（5）若考虑绿色化学工艺，在滤渣E中加入稀硫酸和试剂Y制胆矾晶体，试剂Y为无色液体，则反应④的总化学方程式为                          ；若不考虑绿色化学工艺，所选试剂Y为1mol/L的硝酸，欲使3molCu全部溶解且溶液中含铜元素的溶质仅为CuSO₄，则需该硝酸的体积     L。
碱石灰

答案

（1）FeSO₄·7H₂O
（2）  2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO₂ + 3H₂  ↑  ，
CO₂ + 2H₂O + AlO₂^- =Al(OH)₃+ HCO₃^-       
（3）用试管取少量滤液D，向滤液中滴加KSCN溶液无明显现象，再滴入氯水，若变成血红色，则说明溶液中存在Fe²⁺。
（4）铜、铁与稀硫酸形成原电池
（5）Cu + H₂O₂ +H₂SO₄ = CuSO₄ + 2H₂O    ；          2       

解析

（1）绿矾为硫酸亚铁晶体，化学式为：FeSO₄·7H₂O
（2）反应①为Al与NaOH溶液的反应，离子方程式为：
2Al+2NaOH+2H₂O2NaAlO₂+3H₂↑；反应②中通入的气体气体X为CO₂，CO₂、H₂O与AlO₂^-反应生成的沉淀为Al(OH)₃，离子方程式为：
AlO₂^-+CO₂+2H₂OAl(OH)₃↓+HCO₃^-(或2AlO₂^-+CO₂+3H₂O2Al(OH)₃↓+CO₃^2-) 
（3）滤液D的溶质为FeSO₄，检验Fe²⁺的原理为：Fe²⁺不能使KSCN变为血红色，但加入氧化剂把Fe²⁺氧化为Fe³⁺，溶液变为血红色，所以实验方案为：用试管取少量滤液D，向滤液中滴加KSCN（或NaSCN、或NH₄SCN)]，溶液无明显现象，再滴入氯水（或双氧水，或通入Cl₂）若变成血红色，则溶液则中存在Fe²⁺。
（4）滤渣B中含有铁、铜金属，滴加稀硫酸后，铜、铁与稀硫酸形成了原电池，使反应速率加快。
（5）滤渣E为Cu，加入稀硫酸和试剂Y生成CuSO₄，考虑绿色化学工艺，Y为无色液体，则试剂Y为H₂O₂，则反应④的总化学方程式为：Cu+H₂O₂+H₂SO₄CuSO₄+2H₂O；Cu全部溶解且溶液中含铜元素的溶质仅为CuSO₄，则化学方程式为：3Cu+2HNO₃+3H₂SO₄3CuSO₄++2NO↑+4H₂O，Cu为3mol，则消耗的HNO₃为2mol，需该硝酸的体积为：2mol÷1mol•L^‾1=2L。