Question

【題目】為探索工業(yè)含鋁、鐵、銅合金廢料的再利用，甲同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案如圖：
回答下列問(wèn)題：
（1）操作①的名稱(chēng)為 ， 沉淀C的化學(xué)式為 ．
（2）在濾渣B中滴加稀硫酸時(shí)，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率比同濃度硫酸與純鐵粉反應(yīng)要快，原因是 ．
（3）在濾渣B中滴加的硫酸可用SO2制取，可按以下三步進(jìn)行： 已知25℃、101kPa時(shí)：
2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）△H1=﹣197KJ/mol
H2O（g）═H2O（l）△H2=﹣44KJ/mol
2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）═2H2SO4（l）△H3=﹣545KJ/mol
則SO3（g）與H2O（l）反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 ．
（4）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，檢測(cè)濾液D中含有的金屬離子（試劑自選） ．
（5）常溫下，乙同學(xué)將綠礬配成約0.1molL﹣1FeSO4溶液，測(cè)得溶液的pH=3，請(qǐng)用離子方程式解釋其原因 ， 該溶液中c（SO42﹣）﹣c（Fe2+）=molL﹣1（填近似數(shù)值）．
（6）在濾渣E中加入稀硫酸和試劑Y制膽礬晶體是一種綠色化學(xué)工藝，試劑Y為無(wú)色液體，則反應(yīng)④的總反應(yīng)化學(xué)方程式為 ．

Answer 1

【答案】
（1）過(guò)濾；Al（OH）3
（2）形成鐵銅原電池，加快了反應(yīng)速率
（3）SO3（g）+H2O（l）=H2SO4（l）△H=﹣130kJ/mol
（4）取少量濾液D加入NaOH溶液，產(chǎn)生白色沉淀，沉淀迅速變成灰綠色最后變成紅褐色，證明D中有Fe2+或取少量濾液D加入硫氰化鉀溶液，無(wú)現(xiàn)象，再加入氯水，顯血紅色，則證明D中有Fe2+
（5）Fe2++2H2O?Fe（OH）2+2H+；5×10﹣4
（6）Cu+H2O2+H2SO4+3H2O═CuSO4?5H2O或Cu+H2O2+H2SO4═CuSO4+2H2O
【解析】解：（1）依據(jù)題給信息得出操作①后得到的是濾液和濾渣，故此分離操作為過(guò)濾，具體過(guò)程為合金加入足量的燒堿溶液后，金屬鋁可以和強(qiáng)堿氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，即2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，金屬鋁溶解，過(guò)濾得濾渣B為鐵、銅，濾液A中含偏鋁酸鈉，偏鋁酸鈉中通入二氧化碳，則可以和二氧化碳?xì)怏w反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，即2H2O+AlO2﹣+CO2═Al（OH）3↓+HCO3﹣ ， 所以通入足量的氣體X為二氧化碳?xì)怏w，得到沉淀C為氫氧化鋁沉淀，所以答案是：過(guò)濾；Al（OH）3；（2）在濾渣B中有Cu和Fe，在溶液中形成原電池，鐵做負(fù)極，銅做正極，形成原電池能加快反應(yīng)速率，故在濾渣B中滴加稀硫酸時(shí)，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率比一般的鐵粉反應(yīng)要快，所以答案是：形成銅鐵原電池，加快了反應(yīng)速率；（3）2SO2（g）+O2（g）=2SO3（g）△H1=一197kJ/mol ①2H2O （g）=2H2O（1）△H2=﹣44kJ/mol ②2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）=2H2SO4（l）△H3=-545kJ/mol③利用蓋斯定律：（③﹣①+②）× 得SO3 （g）+H2O（l）=H2SO4（l）△H=﹣130kJ/mol，所以答案是：SO3（g）+H2O（l）=H2SO4（l）△H=﹣130kJ/mol；（4）亞鐵離子可以和強(qiáng)堿反應(yīng)生成氫氧化亞鐵沉淀，迅速被氧化為氫氧化鐵，或用氯水先氧化，再用硫氰化鉀溶液檢驗(yàn)，故亞鐵離子的檢驗(yàn)方法：取少量濾液D加入NaOH溶液，產(chǎn)生白色沉淀，沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，或取少量濾液D加入硫氰化鉀溶液，無(wú)現(xiàn)象，再加入氯水，顯血紅色，則證明D中有Fe2+；所以答案是：取少量濾液D加入NaOH溶液，產(chǎn)生白色沉淀，沉淀迅速變成灰綠色最后變成紅褐色，證明D中有Fe2+或取少量濾液D加入硫氰化鉀溶液，無(wú)現(xiàn)象，再加入氯水，顯血紅色，則證明D中有Fe2+；（5）FeSO4溶液中，亞鐵離子水解使溶液呈酸性，反應(yīng)的離子方程式為Fe2++2H2OFe（OH）2+2H+ ， 根據(jù)電荷守恒有2c（SO42﹣）﹣2c（Fe2+）=c（H+）﹣c（OH﹣）=1×10﹣3 ， 所以（SO42﹣）﹣c（Fe2+）=5×10﹣4 ， 所以答案是：Fe2++2H2OFe（OH）2+2H+；5×10﹣4；（6）稀硫酸不能將銅氧化，故在濾渣E中加入稀硫酸和H2O2制膽礬晶體，是H2O2將Cu氧化為Cu2+ ， H2O2被還原為H2O，稀硫酸只做酸，方程式為：Cu+H2O2+H2SO4+3H2O═CuSO45H2O或Cu+H2O2+H2SO4═CuSO4+2H2O， 所以答案是：Cu+H2O2+H2SO4+3H2O═CuSO45H2O或Cu+H2O2+H2SO4═CuSO4+2H2O．