Question

【題目】某研究所對含硫酸亞鐵和硫酸銅的工業廢料進行相關的研究。實驗過程如下：

回答下列問題：

(1)濾渣的成分為______________，操作②的名稱為____________。

(2)上圖溶液B中所發生反應的離子方程式為_________________________________。

(3)實驗要求先向溶液B中通入過量的空氣，證明通入空氣過量的方法是___________________

(4)操作③第一步需要的儀器除了酒精燈、鐵架臺外，還需要____________________________。

(5)某同學利用下面裝置制備氫氣并利用氫氣還原某金屬氧化物，根據要求回答問題。

①請設計一個實驗方案驗證H2的還原性并檢驗其氧化產物，其裝置連接順序是A→________→________→________→D(除D裝置外，其他裝置不能重復使用)，最后D裝置中所加藥品為________，其作用是_______________________________。

Answer 1

【答案】Fe、Cu 過濾 4Fe2＋＋O2＋8NH3＋10H2O===8NH4+＋4Fe(OH)3↓ 取上層清液少許于試管中，加入酸性高錳酸鉀溶液，酸性高錳酸鉀溶液的紫色不變 蒸發皿、玻璃棒 C B D 堿石灰 防止空氣中的水蒸氣進入前面裝置中

【解析】

含硫酸亞鐵和硫酸銅的工業廢料，結合流程可知，過量還原性試劑A為Fe，置換出Cu，則操作①為過濾，濾渣中為Cu和過量的Fe；溶液B中主要含硫酸亞鐵，通入空氣和氨氣，反應生成硫酸銨和氫氧化鐵，操作②為過濾，固體為氫氧化鐵，操作④為加熱，生成紅色的氧化鐵；溶液C為硫酸銨溶液，則操作③為蒸發結晶得到硫酸銨晶體，然后結合氫氣還原金屬氧化物時，先通入氫氣后加熱，試管冷卻后再停止通入氫氣來解答。

含硫酸亞鐵和硫酸銅的工業廢料，結合流程可知，過量還原性試劑A為Fe，置換出Cu，則操作①為過濾，濾渣中為Cu和過量的Fe；溶液B中主要含硫酸亞鐵，通入空氣和氨氣，反應生成硫酸銨和氫氧化鐵，操作②為過濾，固體為氫氧化鐵，操作④為加熱，生成紅色的氧化鐵；溶液C為硫酸銨溶液，則操作③為蒸發結晶得到硫酸銨晶體。

（1）由上述分析可知，濾渣為Fe、Cu，操作①為過濾，故答案為Fe、Cu；過濾；

（2）B中所發生反應的離子方程式為4Fe2++O2+8NH3+10H2O=8NH4++4Fe（OH）3↓，故答案為4Fe2++O2+8NH3+10H2O=8NH4++4Fe（OH）3↓；

（3）向溶液B中通入過量的空氣，證明通入空氣過量，即亞鐵離子不存在，其方法是取上層清液少許于試管中，加入酸性高錳酸鉀溶液，酸性高錳酸鉀溶液的紫色不變（無變化），故答案為取上層清液少許于試管中，加入酸性高錳酸鉀溶液，酸性高錳酸鉀溶液的紫色不變；

（4）操作③為蒸發結晶，還需要的儀器為蒸發皿、玻璃棒，故答案為蒸發皿，玻璃棒；

（5）根據驗證H2的還原性并檢驗其氧化產物，裝置順序依次為制取氫氣裝置A、干燥氫氣裝置C、還原金屬氧化物B、檢驗還原產物D、吸收空氣中的水分裝置D，連接順序為：A-C-B-D-D，D裝置中所加藥品堿石灰，其作用為防止空氣中水蒸氣進入前面裝置中，故答案為C，B，D，堿石灰，防止空氣中水蒸氣進入前面裝置中。