1.信息時(shí)代產(chǎn)生的大量電子垃圾對(duì)環(huán)境構(gòu)成了極大的威脅.某“變廢為寶”學(xué)生探究小組將一批廢棄的線路板簡(jiǎn)單處理后,得到含70% Cu、25% Al、4% Fe及少量Au、Pt等金屬的混合物,并設(shè)計(jì)出如下制備硫酸銅和硫酸鋁晶體的路線:
請(qǐng)回答下列問題:
(1)第①步Cu與酸反應(yīng)的離子方程式為Cu+4H++2NO3-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu2++2NO2+2H2O或3Cu+8H++2NO3-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu2++2NO↑+4H2O;得到濾渣1的主要成分為Au、Pt.
(2)第②步加H2O2的作用是將Fe2+氧化為Fe3+,調(diào)溶液pH的目的是使Fe3+、Al3+生成沉淀.
(3)用第③步所得CuSO4•5H2O制備無(wú)水CuSO4的方法是加熱脫水.
(4)由濾渣2制取Al2(SO43•18H2O,探究小組設(shè)計(jì)了三種方案:
甲:濾渣2$\stackrel{H_{2}SO_{4}}{→}$酸浸液,蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶、過(guò)濾Al2(SO43•18H2O
乙:濾渣2$\stackrel{H_{2}SO_{4}}{→}$酸浸液$→_{過(guò)濾}^{適量AI粉}$濾液,蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶、過(guò)濾Al2(SO43•18H2O
丙:$→_{過(guò)濾}^{NaOH溶液}$濾液$\stackrel{H_{2}SO_{4}}{→}$溶液,蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶、過(guò)濾Al2(SO43•18H2O
上述三種方案中,甲方案不可行,原因是甲所得產(chǎn)品中含有較多Fe2(SO43雜質(zhì);
從原子利用率角度考慮,乙方案更合理.
(5)探究小組用滴定法測(cè)定CuSO4•5H2O(Mr=250)含量.取a g試樣配成100mL溶液,每次取20.00mL,消除干擾離子后,用c mol•L-1 EDTA(H2Y2-)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),平均消耗EDTA溶液至b mL.滴定反應(yīng)如下:Cu2++H2Y2-═CuY2-+2H+.寫出計(jì)算CuSO4•5H2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式w=$\frac{cmol•{L}^{-1}×b×1{0}^{-3}L×250g•mo{l}^{-1}×5}{ag}×100%$.

分析 稀硫酸、濃硝酸混合酸后加熱,Cu、Al、Fe發(fā)生反應(yīng)生成Cu2+、Al3+、Fe2+,而Au、Pt不反應(yīng),所以濾渣1 的成分是Pt和Au,濾液1中的離子是Cu2+、Al3+、Fe2+、Fe3+,第②步加H2O2的作用是把Fe2+氧化為Fe3+,該氧化劑的優(yōu)點(diǎn)是不引入雜質(zhì),產(chǎn)物對(duì)環(huán)境物無(wú)污染,調(diào)溶液pH的目的是使Fe3+和Al3+形成沉淀.所以濾液2的成分是Cu2+,經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶可得到CuSO4•5H2O晶體,濾渣2的成分為氫氧化鐵和氫氧化鋁,在濾渣中加NaOH,和Al(OH)3反應(yīng)生成NaAlO2,再在濾液中加H2SO4生成Al2(SO43,蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶、過(guò)濾可得硫酸鋁晶體;
(1)稀硫酸、濃硝酸混合酸后加熱,Cu、Al、Fe發(fā)生反應(yīng)生成Cu2+、Al3+、Fe2+;所以濾渣1 的成分是Pt和Au,濾液1中的離子是Cu2+、Al3+、Fe2+;
(2)過(guò)氧化氫具有氧化性且被還原為水,無(wú)雜質(zhì)無(wú)污染;可以氧化亞鐵離子為鐵離子易于沉淀除去,調(diào)節(jié)溶液PH目的是鐵離子和鋁離子全部沉淀;第②步加H2O2的作用是把Fe2+氧化為Fe3+,該氧化劑的優(yōu)點(diǎn)是不引入雜質(zhì),產(chǎn)物對(duì)環(huán)境無(wú)污染.調(diào)溶液PH的目的是使Fe3+和Al3+形成沉淀.所以濾液2的成分是Cu2+,濾渣2的成分為氫氧化鐵和氫氧化鋁;
(3)第③步由五水硫酸銅制備硫酸銅的方法應(yīng)是在坩堝中加熱脫水;
(4)依據(jù)實(shí)驗(yàn)方案過(guò)程分析制備晶體中是否含有雜質(zhì),使用的試劑作用,原料的利用率,原子利用率因素分析判斷;
(5)依據(jù)滴定實(shí)驗(yàn)和反應(yīng)離子方程式計(jì)算得到;滴定實(shí)驗(yàn)誤差分析依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗的多少進(jìn)行分析判斷.

解答 解:(1)稀硫酸、濃硝酸混合酸后加熱,Cu、Al、Fe發(fā)生反應(yīng)生成Cu2+、Al3+、Fe2+;所以濾渣1的成分是Pt和Au,濾液1中的離子是Cu2+、Al3+、Fe2+;第①步Cu與酸反應(yīng)的離子方程式為:Cu+4H++2NO3-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu2++2NO2+2H2O或3Cu+8H++2NO3-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu2++2NO↑+4H2O,
故答案為:Cu+4H++2NO3-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu2++2NO2+2H2O或3Cu+8H++2NO3-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu2++2NO↑+4H2O;Au、Pt;
(2)第②步加H2O2的作用是將Fe2+氧化為Fe3+;2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;調(diào)節(jié)溶液PH鐵離子和鋁離子全部沉淀后過(guò)濾得到氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀和濾液硫酸銅,故答案為:將Fe2+氧化為Fe3+;Fe3+、Al3+;
(3)膽礬加熱易分解,故利用加熱脫水的方法除去結(jié)晶水,故答案為:加熱脫水;
(4)制備硫酸鋁晶體的甲、乙、丙三種方法中,甲方案在濾渣中只加硫酸會(huì)生成硫酸鐵和硫酸鋁,冷卻、結(jié)晶、過(guò)濾得到的硫酸鋁晶體中混有大量硫酸鐵雜質(zhì);乙方案先在濾渣中加H2SO4,生成Fe2(SO43和Al2(SO43,再加Al粉和Fe2(SO43生成Al2(SO43,蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶、過(guò)濾可得硫酸鋁晶體;丙方案先在濾渣中加NaOH和Al(OH)3反應(yīng)生成NaAlO2,再在濾液中加H2SO4生成Al2(SO43,蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶、過(guò)濾可得硫酸鋁晶體;但從原子利用角度考慮方案乙最合理,因?yàn)楸拥腘aOH和制備的Al2(SO43的原子組成沒有關(guān)系,造成原子浪費(fèi),所以上述三種方案中:甲方案制得的硫酸鋁晶體中混有大量硫酸鐵雜質(zhì),不可行;從原子利用率和是否產(chǎn)生雜質(zhì)考慮知,乙方案更合理,故答案為:甲;甲所得產(chǎn)品中含有較多Fe2(SO43雜質(zhì);乙;
(5)取a g試樣配成100mL溶液,每次取20.00mL,消除干擾離子后,用c mol•L-1 EDTA(H2Y2-)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),平均消耗EDTA溶液6mL.滴定反應(yīng)如下:Cu2++H2Y2-=CuY2-+2H+,銅離子物質(zhì)的量和標(biāo)準(zhǔn)液物質(zhì)的量相同=cmol/L×b×10-3L=bc×10-3mol;依據(jù)元素守恒得到:
則20ml溶液中含有的CuSO4•5H2O物質(zhì)的量為bc×10-3mol;100ml溶液中含bc×10-3mol×5=5bc×10-3mol;
所以CuSO4•5H2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式=$\frac{cmol•{L}^{-1}×b×1{0}^{-3}L×250g•mo{l}^{-1}×5}{ag}$×100%,故答案為:$\frac{cmol•{L}^{-1}×b×1{0}^{-3}L×250g•mo{l}^{-1}×5}{ag}$×100%.

點(diǎn)評(píng) 本題考查離子分離的方法,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),試劑選擇,中和滴定的簡(jiǎn)單計(jì)算和誤差的分析,離子性質(zhì)的熟練掌握是解題關(guān)鍵,題目難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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6.0.5NA個(gè)NH3的物質(zhì)的量是0.5mol,質(zhì)量是8.5g,其中H是1.5mol,質(zhì)量是1.5g.

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3.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,CO、H2、CO2的混合氣體50L與20L O2(足量)點(diǎn)燃爆炸,當(dāng)恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí),測(cè)得氣體體積為37L,用NaOH處理后剩余氣體為3L,求原混合物中各氣體的體積分?jǐn)?shù).

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10.在273K(即0℃)時(shí),向如圖所示的真空密閉容器A中充入0.5g H2時(shí),測(cè)得容器內(nèi)的壓強(qiáng)為1.01×105Pa.由此可以判斷A容器的體積約為5.6L.若向A中充入的是O2,壓強(qiáng)也是1.01×105pa,則充入的O2質(zhì)量是8g,若向A容器中充入的是C0氣體,使容器內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到3.03×105Pa.則充入C0氣體的質(zhì)量是21g.

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6.在常溫下,某興趣小組模擬“侯氏制堿法”制取碳酸鈉,流程如圖1:

在常溫下,有關(guān)物質(zhì)的溶解度為:
物質(zhì)NH4ClNaHCO3Na2CO3NaCl
溶解度/g37.29.621.536.0
(1)操作Ⅲ中的實(shí)驗(yàn)操作名稱為過(guò)濾;
(2)操作I、II總反應(yīng)的離子方程式為Na++NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4+;
(3)操作I和II不能顛倒的原因由于NH3在飽和NaCl溶液中溶解量比CO2大,先通NH3,溶液呈堿性,更易吸收CO2,有利NaHCO3的生成,所以應(yīng)先通入NH3
(4)檢驗(yàn)所得的碳酸鈉粉末是否含有NaHCO3,的實(shí)驗(yàn)方案是(寫出操作步驟、現(xiàn)象、結(jié)論):取少量產(chǎn)物于試管,加熱,將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水,若使澄清石灰水變渾濁,證明有NaHCO3
(5)為了測(cè)定所制取產(chǎn)物的純度(假設(shè)雜質(zhì)只有碳酸氫鈉).該小組的實(shí)驗(yàn)步驟為:
i.使用下列裝置組裝實(shí)驗(yàn)裝置,并檢查氣密性
ii.稱取Wg產(chǎn)品放入C裝置的錐形瓶中,加適量蒸餾水溶解
iii.稱量D裝置的質(zhì)量為W1 g
iv.從分液漏斗滴入稀硫酸,直到不再產(chǎn)生氣體為止
v.從a處緩緩鼓入一定量的空氣,再次稱量D裝置質(zhì)量為W2 g
vi.重復(fù)步驟v的操作,直到D裝置的質(zhì)量不再改變,稱得D裝置的質(zhì)量為W3 g
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)回答如下問題:
①第i步,使用上述裝置連接的接口順序?yàn)椋海╞)→(e)(f)→(c)(d)→(g)(h)[或(h)(g)]→(i).
②第二個(gè)盛堿石灰裝置的作用是防止空氣進(jìn)入D中堿石灰干擾實(shí)驗(yàn).
③產(chǎn)物中碳酸鈉和碳酸氫鈉的物質(zhì)的量之和為$\frac{{w}_{3}-{w}_{1}}{44}$mol.

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13.某校課外探究小組欲在實(shí)驗(yàn)室條件下制取少量純凈的無(wú)水氯化鋁.查閱到以下資料:無(wú)水氯化鋁是白色晶體,易吸收水分,常壓下在177.8℃升華,遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧.用于有機(jī)合成和石油工業(yè)的催化劑,以及用于處理潤(rùn)滑油等.他們?cè)O(shè)計(jì)了以下裝置(圖1),請(qǐng)結(jié)合題意回答問題:

(1)A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:MnO2+4HCl(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O.
(2)裝置B的作用是除去Cl2中混有的HCl氣體.
(3)請(qǐng)給標(biāo)記為F的實(shí)線方框選擇合適的裝置(圖2)III.
(4)AlCl3遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧的原因是AlCl3遇水水解,Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+,產(chǎn)生的氯化氫氣體在空氣中形成酸霧(結(jié)合離子方程式說(shuō)明).
(5)制備反應(yīng)會(huì)因鹽酸濃度下降而停止,為測(cè)定反應(yīng)殘余液中鹽酸的濃度,該小組同學(xué)提出酸堿中和滴定法測(cè)定方案.方案如下:首先準(zhǔn)確量取殘余清液稀釋一定的倍數(shù)后作為試樣,平行做了4次滴定.實(shí)驗(yàn)中所用NaOH溶液濃度為0.2000mol•L-1,以下是實(shí)驗(yàn)記錄與數(shù)據(jù)處理.
1234
V( 樣品 )20.0020.0020.0020.00
V(NaOH)(初讀數(shù))0.000.500.701.00
V(NaOH)(終讀數(shù))22.6022.2522.0523.00
①經(jīng)計(jì)算,該次滴定測(cè)的試樣中鹽酸濃度為0.2200mol•L-1
②在本實(shí)驗(yàn)的滴定過(guò)程中,下列操作會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏小的是df(填寫序號(hào)).
a.開始滴定時(shí)滴定管尖嘴處留有氣泡,滴定結(jié)束氣泡消失
b.未用標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液潤(rùn)洗滴定管
c.錐形瓶中加入待測(cè)鹽酸后,再加少量水
d.錐形瓶在滴定時(shí)劇烈搖動(dòng).有少量液體濺出
e.滴定前錐形瓶用待測(cè)鹽酸潤(rùn)洗
f.觀察讀數(shù)時(shí),滴定前仰視,滴定后俯視
(6)工業(yè)上常見的制備方法有四種:
a.由金屬鋁和氯氣制。2Al+3Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlCl3
b.由無(wú)水氯化氫氣體與熔融金屬鋁制。2Al+6HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlCl3+3H2
c.用碳氯化法制取:Al2O3+3C+3Cl2  $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlCl3+3CO
d.用氧化鋁和四氯化碳反應(yīng)制。篈l2O3+3CCl4═2AlCl3+3COCl2↑(光氣,一種無(wú)色劇毒氣體)
則有關(guān)以上四種方法的敘述正確的是CD
A.在四個(gè)反應(yīng)中AlCl3均為氧化產(chǎn)物
B.反應(yīng)b可以改寫成離子方程式2Al+6H+═2Al3++3H2
C.反應(yīng)c中每產(chǎn)生2mol AlCl3時(shí)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6NA(NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值)
D.反應(yīng)c、d容易造成大氣污染.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

10.天然維生素P(結(jié)構(gòu)如圖,分子結(jié)構(gòu)中R為飽和烴基)存在于槐樹花蕾中,它是一種營(yíng)養(yǎng)增補(bǔ)劑,關(guān)于維生素P的敘述正確的是( 。
A.可與溴水反應(yīng),且1 mol該物質(zhì)與足量溴水反應(yīng)消耗6 mol Br2
B.可與NaOH溶液反應(yīng),1 mol該物質(zhì)可與5 mol  NaOH反應(yīng)
C.一定條件下1 mol該物質(zhì)可與H2加成,耗H2最大量為6 mol
D.維生素P能發(fā)生水解反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

11.設(shè)NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值.下列說(shuō)法正確的是( 。
A.常溫下,1.6g由氧氣和臭氧組成的混合物中含有氧原子的數(shù)目為0.1NA
B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4 L己烷中共價(jià)鍵數(shù)目為19NA
C.1mol羥基與1mol氫氧根離子所含電子數(shù)均為9 NA
D.在過(guò)氧化鈉與水的反應(yīng)中,每生成0.1mol氧氣,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為0.4NA

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