Question

信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，将得到的红色金属M和金属E进行如下框图所示转化，获得高效净水剂K₂EO₄.(答题时，化学式及化学方程式中的M、E均用所对应的元素符号表示)：

（1）写出M溶于稀H₂SO₄和H₂O₂混合液的离子方程式             。

（2）检验X中阳离子的方法和现象是                 。

（3）某同学取X的溶液在空气中放置后，酸化并加入KI和淀粉溶液，溶液变为蓝色。试用离子方程式表示溶液变为蓝色的原因：          。

（4）由MSO₄的蓝色溶液经一系列操作可以获得蓝色晶体，这些操作中用到的实验仪器除了酒精灯、烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台外，还需要用到的硅酸盐仪器有           (填写仪器名称)。

（5）某同学利用H₂还原MO来测定M的相对原子质量，下图是测定装置示意图。A中试剂是盐酸。

①装置D的作用             ；

②连接好装置并检验装置的气密性后，应首先“加热反应管E”还是“从A瓶中逐滴加入液体”?            在这两步之间还应进行的操作是                  。

③该实验设计是否还有不足之处？若有请指出并改进，如没有本问可不答。

（6）试说明K₂EO₄可用作高效净水剂的原因           。

Answer

（17分）（1）Cu＋H2O2＋2H＋＝Cu2＋＋2H2O （2分）

（2）取X溶液少许于试管中，滴入几滴KSCN溶液，溶液不显红色，再向试管中加入几滴新制氯水，溶液显红色。（2分）

（3）2Fe3+ + 2I-＝2Fe2+ + I2  （2分）（4）蒸发皿（2分）

（5）①吸收水蒸气，干燥H2 （2分）  ②从A瓶中逐滴加入液体（1分）     检验H2的纯度（1分）

③有不足（1分），未进行尾气处理，可用酒精灯将未反应的氢气燃烧掉。（2分）

（6）高铁酸钾具有强氧化性，杀菌后自身被还原为Fe3+，Fe3+水解后生成的氢氧化铁胶体又具有较强的吸附性，因而高铁酸钾可有做高效净水剂。

【解析】

试题分析：（1）M是红色金属，则M是铜。双氧水具有强氧化性，在稀硫酸溶液中能把铜氧化生成硫酸铜，而双氧水的还原产物是水，反应的离子方程式是Cu＋H2O2＋2H＋＝Cu2＋＋2H2O。

（2）Y能和KSCN溶液反应，溶液显红色，所以Y中含有铁离子，因此E是金属铁。铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，即X是硫酸亚铁。亚铁离子具有还原性，据此可以检验，即检验X中阳离子的方法和现象是取X溶液少许于试管中，滴入几滴KSCN溶液，溶液不显红色，再向试管中加入几滴新制氯水，溶液显红色。

（3）亚铁离子具有还原性，在空气中易被氧化生成铁离子，铁离子具有氧化性，能把碘化钾氧化生成单质碘，碘遇淀粉显蓝色，反应的离子方程式是2Fe3+ + 2I-＝2Fe2+ + I2。

（4）从硫酸铜溶液中得到硫酸铜晶体的操作是蒸发，除了酒精灯、烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台外，还需要用到的硅酸盐仪器蒸发皿。

（5）①B装置是制备氢气的，由于盐酸易挥发，所以生成的氢气中含有氯化氢和水蒸气，因此C装置中盛有饱和食盐水，吸收氯化氢，D装置中盛有浓硫酸，吸收水蒸气，干燥氢气。

②由于装置中还含有空气，实验前需要利用氢气排尽空气，所以首先从A瓶中逐滴加入液体。又因为氢气是可燃性气体，点燃前需要检验氢气的纯度，所以在这两步之间还应进行的操作是检验氢气的纯度。

③由于氢气是可燃性气体，不能随意排放到空气中，所以该装置存在不足，改进的方法是用酒精灯将未反应的氢气燃烧掉即可。

（6）由于高铁酸钾具有强氧化性，杀菌后自身被还原为Fe3+，Fe3+水解后生成的氢氧化铁胶体又具有较强的吸附性，因而高铁酸钾可有做高效净水剂。

考点：考查金属铜、铁的性质、亚铁离子的检验、蒸发操作仪器的选择、氢气的制备和净化、尾气处理、实验方案评价、高铁酸钾的净水剂等