Question

信息時代產生的大量電子垃圾對環境構成了極大的威脅．某“變廢為寶”學生探究小組將一批廢棄的線路板簡單處理后，將得到的紅色金屬M和金屬E進行如框圖所示轉化，獲得高效凈水劑K₂EO₄．
（答題時，化學式及化學方程式中的M、E均用所對應的元素符號表示）：

（1）寫出M溶于稀H₂SO₄和H₂O₂混合液的離子方程式

Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O

．
（2）檢驗X中陽離子的方法和現象是

取X溶液少許于試管中，滴入幾滴KSCN溶液，溶液不顯紅色，再向試管中加入幾滴新制氯水，溶液顯紅色

．
（3）某同學取X的溶液在空氣中放置后，酸化并加入KI和淀粉溶液，溶液變為藍色．試用離子方程式表示溶液變為藍色的原因：

2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂

．
（4）由MSO₄的藍色溶液經一系列操作可以獲得藍色晶體，這些操作中用到的實驗儀器除了酒精燈、燒杯、玻璃棒、漏斗、鐵架臺外，還需要用到的硅酸鹽儀器有

蒸發皿

（填寫儀器名稱）．
（5）某同學利用H₂還原MO來測定M的相對原子質量，下圖是測定裝置示意圖．A中試劑是鹽酸．

①裝置D的作用

吸收水蒸氣，干燥H₂

；
②連接好裝置并檢驗裝置的氣密性后，應首先“加熱反應管E”還是“從A瓶中逐滴加入液體”？

從A瓶中逐滴加入液體

在這兩步之間還應進行的操作是

檢驗H₂的純度

．
③該實驗設計是否還有不足之處？若有請指出并改進，如沒有本問可不答．
（6）試說明K₂EO₄可用作高效凈水劑的原因

高鐵酸鉀具有強氧化性，殺菌后自身被還原為Fe³⁺，Fe³⁺水解后生成的氫氧化鐵膠體又具有較強的吸附性，因而高鐵酸鉀可有做高效凈水劑

．

Answer 1

分析：根據題中信息，紅色金屬與稀H₂SO₄和H₂O₂反應生成藍色溶液，生成的溶液中含有銅離子，所以M為金屬銅；由于金屬E反應后進入溶液X，X被雙氧水氧化成Y，Y與硫氰化鉀顯示紅色，證明金屬E為鐵，X為硫酸亞鐵，Y為硫酸鐵，
（1）銅和硫酸在雙氧水的作用下發生反應生成硫酸銅和水；
（2）檢驗X中陽離子為亞鐵離子，根據檢驗亞鐵離子的方法完成；
（3）取X的溶液在空氣中放置后，溶液中的亞鐵離子被氧化成了鐵離子，鐵離子具有氧化性，能夠氧化碘離子；
（4）硫酸銅溶液獲得硫酸銅晶體，需要經過蒸發濃度、冷卻結晶等操作，用到的儀器有酒精燈、燒杯、玻璃棒、漏斗、鐵架臺和蒸發皿；
（5）①裝置D裝有濃硫酸，用于干燥氫氣；
②必須先通氫氣趕走空氣再加熱，避免發生危險；加熱前需要檢驗氫氣的純度；
③反應結束必須對尾氣進行處理；
（6）高鐵酸鉀具有強氧化性，殺菌后自身被還原為Fe³⁺，Fe³⁺水解后生成的氫氧化鐵膠體又具有較強的吸附性，因而高鐵酸鉀可有做高效凈水劑．

解答：解：根據題中信息，紅色金屬與稀H₂SO₄和H₂O₂反應生成藍色溶液，生成的溶液中含有銅離子，所以M為金屬銅；由于金屬E反應后進入溶液X，X被雙氧水氧化成Y，Y與硫氰化鉀顯示紅色，證明金屬E為鐵，X為硫酸亞鐵，Y為硫酸鐵，
（1）銅和硫酸在雙氧水的作用下發生反應生成硫酸銅和水，即Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O，
故答案為：Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O；
（2）檢驗X中陽離子，就是檢驗溶液中存在亞鐵離子，方法為：取X溶液少許于試管中，滴入幾滴KSCN溶液，溶液不顯紅色，再向試管中加入幾滴新制氯水，溶液顯紅色，
故答案為：取X溶液少許于試管中，滴入幾滴KSCN溶液，溶液不顯紅色，再向試管中加入幾滴新制氯水，溶液顯紅色；
（3）由于X的溶液在空氣中放置后，溶液中的亞鐵離子被氧化成了鐵離子，鐵離子具有氧化性，能夠氧化碘離子，發生的反應為：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂，
故答案為：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂；
（4）由于硫酸銅溶液獲得硫酸銅晶體，需要經過蒸發濃度、冷卻結晶等操作，用到的儀器有酒精燈、燒杯、玻璃棒、漏斗、鐵架臺和蒸發皿，
故答案為：蒸發皿；
（5）①D裝置盛有濃硫酸，作用是干燥氫氣，
故答案為：吸收水蒸氣，干燥H₂；
②氫氣還原氧化銅，必須先通氫氣趕走空氣再加熱，避免發生危險，所以應該先從A瓶中逐滴加入液體；加熱前需要檢驗氫氣的純度；
故答案為：從A瓶中逐滴加入液體；  檢驗H₂的純度；
③在反應結束后，必須對尾氣進行處理，處理方法可以將多余的氫氣燃燒掉，
答：有不足，未進行尾氣處理，可用酒精燈將未反應的氫氣燃燒掉；
（6）由于高鐵酸鉀具有強氧化性，殺菌后自身被還原為Fe³⁺，Fe³⁺水解后生成的氫氧化鐵膠體又具有較強的吸附性，因而高鐵酸鉀可有做高效凈水劑，
故答案為：高鐵酸鉀具有強氧化性，殺菌后自身被還原為Fe³⁺，Fe³⁺水解后生成的氫氧化鐵膠體又具有較強的吸附性，因而高鐵酸鉀可有做高效凈水劑．

點評：本題考查了制取凈水劑K₂EO₄的方法，本題是一道探究性和制備性實驗的試題，綜合性強，理論和實踐的聯系緊密，有的還提供一些新的信息，要求考生必須冷靜的審題，聯系所學過的知識和技能，進行知識的類比、遷移、重組，全面細致的思考才能正確作答．