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3.某化学兴趣小组用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体和胆矾晶体,以探索工业废料的再利用.其实验方案如下:

试回答下列问题:
(1)过滤用的器材已有:滤纸、铁架台、铁圈和烧杯,还要补充的玻璃仪器是:玻璃棒、漏斗.
(2)写出下列符号对应物质的化学式:ANaAlO2CCO2DAl(OH)3EFeSO4
(3)反应①的离子方程式是2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;反应②的离子方程式是Fe+2H+=Fe2++H2↑;反应③的离子方程式是Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
途径Ⅱ的方程式是NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3
(4)由滤液A制得AlCl3溶液有途径Ⅰ和Ⅱ两条,你认为合理的是途径Ⅱ,理由是因为滤液A是NaAlO2和NaOH溶液,按途径I直接向A中加入盐酸得到的AlCl3溶液中含有大量的NaCl杂质,按途径Ⅱ,通入CO2气体,得Al(OH)3沉淀,将Al(OH)3溶解于盐酸中得到的是纯净的AlCl3溶液.所以途径Ⅱ更合理.
(5)如何检验E中的金属阳离子?取少许溶液E与试管中,滴加KSCN溶液,溶液不变红色,再滴加新制氯水,溶液变为红色,说明含有Fe2+,涉及的离子方程式:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,Fe3++3SCN-?Fe(SCN)3

分析 含有铝、铁、铜的合金加入氢氧化钠溶解,只有铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气,所以滤渣B为铁和铜,再经稀硫酸反应过滤的滤液为硫酸亚铁,进一步转化成绿矾,滤渣F为铜单质,进一步转化成胆矾;滤液A则为偏铝酸钠溶液,加过量盐酸经途径Ⅰ生成氯化铝溶液,而滤液A通足量气体C经途径Ⅱ生成沉淀D,根据氢氧化铝只溶于强酸强碱,所以气体C为二氧化碳,沉淀D为氢氧化铝,与盐酸反应生成氯化铝溶液.
(1)根据以上分析,该流程需要过滤操作,所以还需的玻璃仪器为玻璃棒、漏斗;
(2)含有铝.铁.铜的合金加入氢氧化钠溶解,只有铝与氢氧化钠反应,滤液A为NaAlO2,在滤液A中通入足量的C气体得到沉淀,为氢氧化铝,所以C为二氧化碳;D为氢氧化铝,滤渣B为铁和铜,再经稀硫酸反应过滤的滤液为硫酸亚铁;
(3)反应①为铝和氢氧化钠溶液反应,反应②为铁和硫酸反应,反应③为氢氧化铝和盐酸反应;途径Ⅱ为偏氯酸钠和二氧化碳和水反应生成氢氧化铝沉淀;
(4)途径Ⅰ会引入氯化钠杂质;而途径Ⅱ能制得纯净的AlCl3溶液;
(5)E为FeSO4溶液,检验Fe2+方法:二价铁易被空气中的氧气氧化成三价铁离子,检验三价铁离子用KSCN溶液.

解答 解:(1)过滤时需要制作过滤器的漏斗、滤纸,固定仪器的铁架台,引流用的玻璃棒,承接滤液的烧杯,所以还需的玻璃仪器为:玻璃棒、漏斗,
故答案为:玻璃棒、漏斗;
(2)含有铝.铁.铜的合金加入氢氧化钠溶解,只有铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,所以滤液A为NaAlO2,在NaAlO2溶液中通过过量的二氧化碳气体,发生NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3,所以C为CO2,生成的D为氢氧化铝,滤渣B为铁和铜,再经稀硫酸反应过滤的滤液为硫酸亚铁,进一步转化成绿矾,所以E为FeSO4
故答案为:NaAlO2;CO2;Al(OH)3;FeSO4
(3)反应①为铝和氢氧化钠溶液反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,离子反应为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,反应②为铁和硫酸反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,离子反应为:Fe+2H+=Fe2++H2↑,反应③为氢氧化铝和盐酸反应,离子方程式为Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O,途径Ⅱ为偏氯酸钠和二氧化碳和水反应生成氢氧化铝沉淀,NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3
故答案为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;Fe+2H+=Fe2++H2↑;Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O;NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3
(4)NaAlO2溶液,经途径Ⅰ与足量盐酸反应可生成AlCl3溶液,但溶液中混有NaCl,在NaAlO2溶液中通过过量的二氧化碳气体,发生AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-,生成的氢氧化铝再和盐酸反应生成AlCl3,途径Ⅱ得到的AlCl3较纯净,
故答案为:途径Ⅱ;因为滤液A是NaAlO2和NaOH溶液,按途径I直接向A中加入盐酸得到的AlCl3溶液中含有大量的NaCl杂质,按途径Ⅱ,通入CO2气体,得Al(OH)3沉淀,将Al(OH)3溶解于盐酸中得到的是纯净的AlCl3溶液.所以途径Ⅱ更合理;
(5)E为FeSO4溶液,检验Fe2+方法:取少许溶液E与试管中,滴加KSCN溶液,溶液不变红色,再滴加新制氯水,溶液变为红色,说明含有Fe2+,反应为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,Fe3++3SCN-?Fe(SCN)3
故答案为:取少许溶液E与试管中,滴加KSCN溶液,溶液不变红色,再滴加新制氯水,溶液变为红色,说明含有Fe2+;2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,Fe3++3SCN-?Fe(SCN)3

点评 本题主要考查了从工业废料中制取纯净物,注意从框图转化中找出有用信息,侧重于学生的分析能力、实验能力的考查,为高考常见题型,注意把握实验的操作原理和步骤,把握相关物质的性质,题目难度中等.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

2.一定温度下,在恒容密闭容器中发生如下反应:2A(g)+B(g)?3C(g),若反应开始时充入2mol A和2mol B,达平衡后A的体积分数为a%.其他条件不变时,若按下列四种配比作为起始物质,平衡后A的体积分数大于a%的是(  )
A.1 mol B和3 mol C
B.2 mol A、1mol B和1 mol He(不参加反应)
C.1 mol B和1 mol C
D.2 mol A、3mol B和3 mol C

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

14.由铜制备硝酸铜,考虑到生产成本和减少污染,下列最合理的方法是(  )
A.Cu$\stackrel{浓硝酸}{→}$ Cu(NO32B.Cu$\stackrel{稀硝酸}{→}$Cu(NO32
C.Cu$\stackrel{硝酸银溶液}{→}$Cu(NO32D.Cu $\stackrel{氧气}{→}$CuO$\stackrel{稀硝酸}{→}$Cu(NO32

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

11.合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义.根据已学知识回答下列问题:
(1)对于密闭容器中的反应:N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H<0,673K,30MPa下n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如图所示.
下列叙述正确的是AD(填选项).
A.点a的正反应速率比点b的大
B.点c处反应达到平衡
C.点d(t1时刻)和点e(t2时刻)处n(N2)不一样
D.其他条件不变,773K下反应至t1时刻,n(H2)比上图中d点的值大
(2)已知N2(g)+3H2 (g)═2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1
①合成氨工业采取的下列措施不可用平衡移动原理解释的是BC(填选项).
A.采用较高压强(20MPa~50MPa)    B.采用500℃的高温
C.用铁触媒作催化剂                D.将生成的氨液化并及时从体系中分离出来
②在容积均为2L(容器体积不可变)的甲、乙两个容器中,分别加入2molN2、6molH2和1molN2、3molH2,在相同温度、催化剂下使其反应.最终达到平衡后,两容器N2转化率分别为α、α,则甲容器中平衡常数表达式为$\frac{4{{α}_{甲}}^{2}}{27(1-{α}_{甲})^{4}}$(用含α的代数式表示,化简为最简式),此时α>α(填“>”、“<”“=”).

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

18.一学习小组利用如图所示装置,对某含少量Fe的废铜屑进行铜含量的测定,并探究利用其制备硫酸铜溶液.
(1)向A中加入10g废铜屑样品,关闭弹簧夹,打开B活塞向A注入足量稀硫酸后关闭.①此时装置C中产生的现象是水面下降,水顺长导管排入D中.
②反应进行到A中不再产生气泡时,若C中收集到448mL(已换算成标准状况)气体,则该废铜屑中铜的质量百分含量为88.8%.
(2)接下来使Cu完全溶解的操作是:
①拆除C、D装置后,打开弹簧夹
②持续将空气通入A中,至A中固体全部消失
(3)为使A中固体加快溶解速率,以下方法运用合理的是abde.
a.对A装置加热              
b.向A内加入少量Fe2O3
c.向A内加入少量CuO       
d.增大空气通入量
e.向A内加入少量FeSO4      
f.向A内加入少量H2O
(4)将A中溶液倒入烧杯内,加入Cu2(OH)2CO3将其调节至pH=4时,溶液中铁元素被完全沉淀,过滤后即得红褐色沉淀与硫酸铜溶液.
①此过程的离子反应方程式是Cu2(OH)2CO3+H++Fe3+=2Cu2++Fe(OH)3↓+CO2↑.
②检验溶液中铁元素是否被完全沉淀最好的方法是c
a.取样于试管→滴加KSCN溶液;
b.取样于试管→滴加酸性KMnO4溶液
c.取样于试管→纸上层析后→喷KSCN溶液;
(5)有同学认为,可以不用测量气体法计算废铜屑中铜的质量百分含量,其具体操作步骤可续写为:将(4)中所得红褐色沉淀洗涤、干燥、称量、计算.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

8.可逆反应:2NO2(g)?2N0(g)+O2(g),在体积不变的密闭容器中反应,一定达到平衡状态的标志
是(  )
①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO  
②单位时间内消耗nmolO2的同时消耗2nmolNO2  
③v正(NO2):v正(NO):v正(O2)=2:2:1的状态  
④混合气体的密度不再改变的状态  
⑤混合气体的颜色不再改变的状态  
⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态.
A.②④⑤B.②⑤⑥C.②③④⑥D.①④⑤⑥

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

15.二氧化氯是黄绿色的气体,可用于水体消毒与废水处理.一种制备方法为:
1 H2C2O4+2NaClO3+1H2SO4→1 Na2SO4+2CO2↑+2 ClO2↑+2 H2O,完成下列填空:
(1)配平上述反应方程式,该反应的还原产物是ClO2
(2)该反应每产生0.2mol ClO2,需要消耗草酸晶体(H2C2O4•2H2O)12.6 g.
(3)二氧化氯具有强氧化性,能漂白有色物质,其漂白原理与HClO相同.(写一种)
(4)二氧化氯能净化有毒废水中的氰化钠(NaCN),生成NaCl、CO2和N2,请写出此反应的离子方程式2ClO2+2CN-=2CO2+N2+2Cl-
(5)上述反应产物NaCl中含有离子键,工业上用电解熔融的氯化钠制备金属钠,氯气在阳极
(写电极名称)产生.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

12.有M、N两溶液,各含下列12种离子中的6种:Al3+、Na+、K+、SO42-、OH-、S2-、MnO4-、Fe3+、AlO2-、CO32-、NH4+、H+,已知两溶液所含离子各不相同,M溶液里的阳离子只有两种,则下列说法正确的是(  )
A.N溶液无颜色
B.M溶液里的两种阳离子为Na+和NH4+
C.N溶液滴入BaCl2溶液无明显现象
D.M溶液中通入足量CO2有白色沉淀生成

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

13.下列仪器:①试管;②量筒;③烧杯;④蒸发皿;⑤冷凝管;⑥坩锅;⑦圆底烧瓶;⑧锥形瓶,能用酒精灯加热,但加热时需要垫石棉网的是(  )
A.①③⑦B.③④⑦C.③⑦⑧D.③⑥⑧

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