Question

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图：请回答：
（1）操作①的名称是

 

．
（2）写出反应①的化学方程式

 

，反应②的离子反应方程式

 

．
（3）设计实验方案，检测滤液D中含有的金属离子（试剂自选）

 

．
（4）在滤渣E中加入稀硫酸和试剂Y制胆矾晶体是一种绿色化学工艺，试剂Y为无色液体，反应④的总化学方程式是

 

．
（5）乙同学在甲同学方案的基础上提出用滤渣B来制备 FeCl₃?6H₂O晶体，在滤渣中滴加盐酸时，发现反应速率比同浓度盐酸与纯铁粉反应要快，其原因是

 

，将所得氯化铁溶液用加热浓缩、降温结晶法制得FeCl₃?6H₂O晶体，而不用直接蒸发结晶的方法来制得晶体的理由是

 

．

Answer 1

考点：金属的回收与环境、资源保护

专题：元素及其化合物

分析：（1）分离固体和液体的操作是过滤；
（2）金属铝可以和强碱发生反应生成偏铝酸盐和氢气；偏铝酸盐可以和二氧化碳气体反应生成氢氧化铝沉淀；
（3）根据亚铁离子的检验方法来回答；
（4）双氧水是一种绿色氧化剂，可以实现金属铜和硫酸之间的反应；
（5）滤渣B为铜和铁的混合物，加入稀盐酸后，铁与铜和稀盐酸构成原电池，加快反应速率，三价铁离子水解，生成盐酸，盐酸具有挥发性，据此解答即可．

解答： 解：（1）依据题给信息得出操作①后得到的是滤液和滤渣，故此分离操作为过滤，故答案为：过滤；
（2）①金属铝可以和强碱氢氧化钠发生反应生成偏铝酸钠和氢气，即2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，偏铝酸钠中通入二氧化碳，则可以和二氧化碳气体反应生成氢氧化铝沉淀，即2H₂O+AlO₂^-+CO₂═Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案为：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；2H₂O+AlO₂^-+CO₂═Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（3）亚铁离子可以和强碱反应生成氢氧化亚铁沉淀，迅速被氧化为氢氧化铁，故亚铁离子的检验方法：取少量滤液D加入NaOH溶液，产生白色沉淀，沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，
故答案为：取少量滤液D加入NaOH溶液，产生白色沉淀，沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色；
（4）双氧水是一种绿色氧化剂，在双氧水的作用下，金属铜可以和硫酸发生反应：Cu+H₂O₂+H₂SO₄+3H₂O=CuSO₄?5H₂O，
故答案为：Cu+H₂O₂+H₂SO₄+3H₂O=CuSO₄?5H₂O；
（5）铜与铁不与烧碱反应，故滤渣B为铜和铁，加入盐酸后，铁与铜和稀盐酸构成原电池，故加快了化学反应的速率，氯化铁溶液加热浓缩的过程中，发生反应：FeCl₃+3H₂O?Fe（OH）₃+3HCl，由于HCl具有挥发性，故平衡右移，FeCl₃转化为Fe（OH）₃，加热蒸干，氢氧化铁分解生成氧化铁和水，故得不到FeCl₃，
故答案为：滤渣中的铁与铜和稀盐酸构成原电池；氯化铁溶液加热浓缩的过程中，发生反应：FeCl₃+3H₂O?Fe（OH）₃+3HCl，由于HCl具有挥发性，故平衡右移，FeCl₃转化为Fe（OH）₃，加热蒸干，氢氧化铁分解生成氧化铁和水．

点评：本题考查了过滤操作以及金属的回收，完成此题，可以依据已有的知识进行，该题综合性强，难度大．