Question

信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁．某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，将得到的红色金属M和金属E进行如框图所示转化，获得高效净水剂K₂EO₄．
（答题时，化学式及化学方程式中的M、E均用所对应的元素符号表示）：

（1）写出M溶于稀H₂SO₄和H₂O₂混合液的离子方程式

Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O

．
（2）检验X中阳离子的方法和现象是

取X溶液少许于试管中，滴入几滴KSCN溶液，溶液不显红色，再向试管中加入几滴新制氯水，溶液显红色

．
（3）某同学取X的溶液在空气中放置后，酸化并加入KI和淀粉溶液，溶液变为蓝色．试用离子方程式表示溶液变为蓝色的原因：

2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂

．
（4）由MSO₄的蓝色溶液经一系列操作可以获得蓝色晶体，这些操作中用到的实验仪器除了酒精灯、烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台外，还需要用到的硅酸盐仪器有

蒸发皿

（填写仪器名称）．
（5）某同学利用H₂还原MO来测定M的相对原子质量，下图是测定装置示意图．A中试剂是盐酸．

①装置D的作用

吸收水蒸气，干燥H₂

；
②连接好装置并检验装置的气密性后，应首先“加热反应管E”还是“从A瓶中逐滴加入液体”？

从A瓶中逐滴加入液体

在这两步之间还应进行的操作是

检验H₂的纯度

．
③该实验设计是否还有不足之处？若有请指出并改进，如没有本问可不答．
（6）试说明K₂EO₄可用作高效净水剂的原因

高铁酸钾具有强氧化性，杀菌后自身被还原为Fe³⁺，Fe³⁺水解后生成的氢氧化铁胶体又具有较强的吸附性，因而高铁酸钾可有做高效净水剂

．

Answer 1

分析：根据题中信息，红色金属与稀H₂SO₄和H₂O₂反应生成蓝色溶液，生成的溶液中含有铜离子，所以M为金属铜；由于金属E反应后进入溶液X，X被双氧水氧化成Y，Y与硫氰化钾显示红色，证明金属E为铁，X为硫酸亚铁，Y为硫酸铁，
（1）铜和硫酸在双氧水的作用下发生反应生成硫酸铜和水；
（2）检验X中阳离子为亚铁离子，根据检验亚铁离子的方法完成；
（3）取X的溶液在空气中放置后，溶液中的亚铁离子被氧化成了铁离子，铁离子具有氧化性，能够氧化碘离子；
（4）硫酸铜溶液获得硫酸铜晶体，需要经过蒸发浓度、冷却结晶等操作，用到的仪器有酒精灯、烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台和蒸发皿；
（5）①装置D装有浓硫酸，用于干燥氢气；
②必须先通氢气赶走空气再加热，避免发生危险；加热前需要检验氢气的纯度；
③反应结束必须对尾气进行处理；
（6）高铁酸钾具有强氧化性，杀菌后自身被还原为Fe³⁺，Fe³⁺水解后生成的氢氧化铁胶体又具有较强的吸附性，因而高铁酸钾可有做高效净水剂．

解答：解：根据题中信息，红色金属与稀H₂SO₄和H₂O₂反应生成蓝色溶液，生成的溶液中含有铜离子，所以M为金属铜；由于金属E反应后进入溶液X，X被双氧水氧化成Y，Y与硫氰化钾显示红色，证明金属E为铁，X为硫酸亚铁，Y为硫酸铁，
（1）铜和硫酸在双氧水的作用下发生反应生成硫酸铜和水，即Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O，
故答案为：Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O；
（2）检验X中阳离子，就是检验溶液中存在亚铁离子，方法为：取X溶液少许于试管中，滴入几滴KSCN溶液，溶液不显红色，再向试管中加入几滴新制氯水，溶液显红色，
故答案为：取X溶液少许于试管中，滴入几滴KSCN溶液，溶液不显红色，再向试管中加入几滴新制氯水，溶液显红色；
（3）由于X的溶液在空气中放置后，溶液中的亚铁离子被氧化成了铁离子，铁离子具有氧化性，能够氧化碘离子，发生的反应为：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂，
故答案为：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂；
（4）由于硫酸铜溶液获得硫酸铜晶体，需要经过蒸发浓度、冷却结晶等操作，用到的仪器有酒精灯、烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台和蒸发皿，
故答案为：蒸发皿；
（5）①D装置盛有浓硫酸，作用是干燥氢气，
故答案为：吸收水蒸气，干燥H₂；
②氢气还原氧化铜，必须先通氢气赶走空气再加热，避免发生危险，所以应该先从A瓶中逐滴加入液体；加热前需要检验氢气的纯度；
故答案为：从A瓶中逐滴加入液体；  检验H₂的纯度；
③在反应结束后，必须对尾气进行处理，处理方法可以将多余的氢气燃烧掉，
答：有不足，未进行尾气处理，可用酒精灯将未反应的氢气燃烧掉；
（6）由于高铁酸钾具有强氧化性，杀菌后自身被还原为Fe³⁺，Fe³⁺水解后生成的氢氧化铁胶体又具有较强的吸附性，因而高铁酸钾可有做高效净水剂，
故答案为：高铁酸钾具有强氧化性，杀菌后自身被还原为Fe³⁺，Fe³⁺水解后生成的氢氧化铁胶体又具有较强的吸附性，因而高铁酸钾可有做高效净水剂．

点评：本题考查了制取净水剂K₂EO₄的方法，本题是一道探究性和制备性实验的试题，综合性强，理论和实践的联系紧密，有的还提供一些新的信息，要求考生必须冷静的审题，联系所学过的知识和技能，进行知识的类比、迁移、重组，全面细致的思考才能正确作答．