(2009•泰安模拟)为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用,某同学设计的实验方案如下:

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  • 解题思路:(1)进行过滤操作时,所用到的玻璃仪器主要有烧杯、漏斗、玻璃棒;

    (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)①金属铁的活泼性强于铜,根据金属铁和硝酸发生反应的情况来书写;

    ②先判断酸是否完全反应,再根据金属活动性判断反应的金属及生成的金属离子价态,根据1、2两组数据,结合采用极限法分析,确定剩余固体的成分,据此来计算即可.

    (1)操作①过滤,滤操作时,所用到的玻璃仪器主要有烧杯、漏斗、玻璃棒;故答案为:烧杯、漏斗、玻璃棒;

    (2)①金属铝可以和强碱氢氧化钠发生反应生成四羟基合铝酸钠和氢气,即2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑,

    故答案为:2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑;

    ②四羟基合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[Al(OH)4]-+CO2═Al(OH)3↓+HCO3-,故答案为:[Al(OH)4]-+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或Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O,故答案为:Cu+H2O2+H2SO4+3H2O=CuSO4•5H2O或Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O;

    (5)①由①、②两组数据分析,两次剩余物的质量相差4.2g,此时生成1.12LNO气体(转移0.075 mol电子).若只溶解铁,质量为4.2g,若只溶解铜,质量为4.8g.由此可知这9g中是金属Cu,实验①中发生反应的离子方程式为:3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O,故答案为:3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O;

    ②在金属消耗完毕以后,硝酸将亚铁离子氧化为三价铁,在亚铁离子转化为铁离子过程中,结合试验①可知还会产生1.12L的气体,所以试验④中V=4.48L,故答案为:4.48L.

    点评:

    本题考点: 常见金属元素的单质及其化合物的综合应用.

    考点点评: 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.

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