Question

【題目】某研究小組在實驗室中將某工廠廢棄的一塊合金，經過一系列的反應，制得氧化鋁固體、硝酸銅晶體和鐵紅。其實驗方案如下圖。

（1）該小組所用的合金中含有的金屬為鐵、______、______(填名稱)。

（2） 操作①、③使用的主要玻璃儀器是___________，操作②的方法:________。操作④實驗操作步驟包括:______、_______(填操作名稱)、過濾、洗滌、干燥。

（3）寫出濾渣B中較活潑金屬與足量稀硝酸發生反應的離子方程式:_______。

（4）若該小組通過上述實驗流程制得鐵紅16g，假設實驗過程中無質量損失，則合金中鐵的質量為________g。

（5）上述實驗流程中符合“綠色化學“理念的做法是___________(答出一點即可)。

Answer 1

【答案】 銅 鋁 漏斗、燒杯、玻璃棒 在HCl氣流中蒸干水分(或與SOCl2共蒸) 蒸發濃縮 冷卻結晶 4H++NO3-+FeFe3++NO↑+2H2O 11.2 廢物利用,利用工廠廢棄物；反應產生的NO循環利用,避免污染(任答一條)

【解析】根據金屬的性質結合框圖轉化關系和所得產品可知：合金加入氫氧化鈉，濾液A→AlCl3，鋁既與酸反應又與堿反應，金屬鋁和氫氧化鈉反應，加入NaOH溶液后金屬鋁溶解生成偏鋁酸鈉溶液，金屬鐵和金屬銅不與氫氧化鈉反應，濾液A中含有偏鋁酸鈉，濾渣B為鐵、銅，銅和鐵與稀硝酸能發生反應生成硝酸鹽和一氧化氮、水，一氧化氮、水、氧氣反應生成硝酸再循環利用，溶液C通過調節pH可以使Fe3+沉淀完全，濾渣E為氫氧化鐵，濾液D為硝酸銅溶液，用加熱濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥的方法得到硝酸銅晶體，灼燒氫氧化鐵得到鐵紅。

(1)根據實驗方案流程，廢棄的合金，經過一系列的反應，制得氯化鋁固體、硝酸銅晶體和鐵紅，說明合金中含有的金屬為鐵、銅、鋁，故答案為：銅；鋁；

(2)合金加入氫氧化鈉，金屬鋁和氫氧化鈉反應，2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，生成氫氣和易溶于水的偏鋁酸鈉，金屬鐵和金屬銅不與氫氧化鈉反應，操作①為過濾操作，濾渣B為鐵、銅，銅和鐵與稀硝酸能發生反應生成硝酸鹽和一氧化氮、水，一氧化氮、水、氧氣反應生成硝酸再循環利用，溶液C通過調節pH可以使Fe3+沉淀完全，濾渣E為氫氧化鐵，操作③為過濾操作，操作①、③都為過濾操作，過濾時需要制作過濾器的漏斗、固定儀器的鐵架臺、引流用的玻璃棒、承接濾液的燒杯，主要玻璃儀器是漏斗、燒杯、玻璃棒，氯化鋁為強酸弱堿鹽，Al3+易水解，水解生成H+，水解的離子方程式為Al3++3H2OAl(OH)3+3H+，所以需在HCl氣流中蒸干水分，操作④獲得硝酸銅晶體，用加熱濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥的方法得到，故答案為：漏斗、燒杯、玻璃棒；在HCl氣流中蒸干水分；蒸發濃縮；冷卻結晶；

(3)濾渣B中較活潑金屬是鐵，與稀硝酸能發生反應為4H++NO3-+Fe=Fe3++NO↑+2H2O，故答案為：4H++NO3-+Fe=Fe3++NO↑+2H2O；

(4)鐵紅中鐵元素的質量等于原合金中鐵的質量，設合金中鐵的質量為m

Fe2O3～2Fe

160 56×2

16g m

解得：m=11.2g，故答案為：11.2；

(5)將工廠廢棄的合金，經過一系列的反應，制得氯化鋁固體、硝酸銅晶體和鐵紅，為廢物利用，利用工廠廢棄物，銅和鐵與稀硝酸能發生反應生成硝酸鹽和一氧化氮、水，一氧化氮、水、氧氣反應生成硝酸再循環利用，避免污染，故答案為：廢物利用，利用工廠廢棄物；反應產生的NO循環利用，避免污染。