Question

为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用，甲同学设计的实验方案如下：

请回答：

（1）绿矾的化学式为           。

（2）写出反应①的化学方程式                                    ，

 反应②生成沉淀的离子反应方程式                                。

（3）为了检测滤液D中含有的金属离子，可设计实验方案为（试剂自选）：      。

（4）在滤渣B中滴加稀硫酸时，发现反应速率比一般的铁粉反应要快，其原因是                     。

（5）若考虑绿色化学工艺，在滤渣E中加入稀硫酸和试剂Y制胆矾晶体，试剂Y为无色液体，则反应④的总化学方程式为                           ；若不考虑绿色化学工艺，所选试剂Y为1mol/L的硝酸，欲使3molCu全部溶解且溶液中含铜元素的溶质仅为CuSO₄，则需该硝酸的体积      L。

碱石灰

Answer

（1）FeSO4·7H2O

（2）  2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2  ↑   ，

        CO2 + 2H2O + AlO2- =Al(OH)3+ HCO3-        

（3）用试管取少量滤液D，向滤液中滴加KSCN溶液无明显现象，再滴入氯水，若变成血红色，则说明溶液中存在Fe2+。

（4）铜、铁与稀硫酸形成原电池

（5）Cu + H2O2 +H2SO4 = CuSO4 + 2H2O    ；          2       

【解析】（1）绿矾为硫酸亚铁晶体，化学式为：FeSO4·7H2O

（2）反应①为Al与NaOH溶液的反应，离子方程式为：

2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑；反应②中通入的气体气体X为CO2，CO2、H2O与AlO2-反应生成的沉淀为Al(OH)3，离子方程式为：

AlO2-+CO2+2H2OAl(OH)3↓+HCO3-(或2AlO2-+CO2+3H2O2Al(OH)3↓+CO32-) 

（3）滤液D的溶质为FeSO4，检验Fe2+的原理为：Fe2+不能使KSCN变为血红色，但加入氧化剂把Fe2+氧化为Fe3+，溶液变为血红色，所以实验方案为：用试管取少量滤液D，向滤液中滴加KSCN（或NaSCN、或NH4SCN)]，溶液无明显现象，再滴入氯水（或双氧水，或通入Cl2）若变成血红色，则溶液则中存在Fe2+。

（4）滤渣B中含有铁、铜金属，滴加稀硫酸后，铜、铁与稀硫酸形成了原电池，使反应速率加快。

（5）滤渣E为Cu，加入稀硫酸和试剂Y生成CuSO4，考虑绿色化学工艺，Y为无色液体，则试剂Y为H2O2，则反应④的总化学方程式为：Cu+H2O2+H2SO4CuSO4+2H2O；Cu全部溶解且溶液中含铜元素的溶质仅为CuSO4，则化学方程式为：3Cu+2HNO3+3H2SO43CuSO4++2NO↑+4H2O，Cu为3mol，则消耗的HNO3为2mol，需该硝酸的体积为：2mol÷1mol•L‾1=2L。