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为了从含有 FeCl3、FeC12、CuC12 的废液中回收Cu,某研究性学习小组的同们设计了两种方案:
方案1:向废液中加入过量的铁粉,充分反应后,过滤.  在所得滤渣中加入足量的盐酸,
充分反后,再过滤即得到铜.方案1中涉及的四种阳离子的氧化牲由强到弱的顺序为:
 
过滤操作时,需要用到的玻璃仪器是:
 

方案2:在废液中加入适量的盐酸调节溶液的pH=1,用铜和石墨作电极进行电解.当观察到阴极上有少量气泡产生时,即停止电解,这时要回收的Cu已全部析出.
方案2中铜作
 
极,所发生的电极反应为(若有多个电极反应,请按照反应发生的
先后顺序全部写出)
 

另一电极所发生的电极反应为
 

方案2在电极上直接回收铜,操作上比方案1简便,但方案2也有不足之处,
主要表现为:
 
.
考点:物质分离、提纯的实验方案设计
专题:实验设计题
分析:方案1:三价铁和金属铜之间反应生成亚铁离子和铜离子,在氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,结合金属活动性顺序判断四种阳离子的氧化牲由强到弱的顺序;根据过滤操作的步骤选用仪器;
方案2:根据电解池的工作原理判断电极反应,写出电极反应式;根据方案2中生成了有毒的氯气及成本较高等方面进行评价.
解答: 解:方案1:三价铁和金属铜之间反应生成亚铁离子和铜离子,在氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,该反应能证明三价铁的氧化性强于铜离子,根据金属活动顺序表得出:Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+;
过滤时需要制作过滤器的漏斗、固定仪器的铁架台、引流用的玻璃棒、承接滤液的烧杯,所以使用的玻璃仪器有:漏斗、烧杯、玻璃棒,
故答案为:Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+;漏斗、烧杯、玻璃棒;
方案2:电解时,阳极是活泼电极时,则金属电极会溶解,阴极上有少量气泡产生时,说明金属铜做阴极,按照氧化性顺序Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+,可以得出放电的离子以及电极反应为:Fe3++e-=Fe2+,Cu2++2e-=Cu,2H++2e-=H2↑;另一极氯离子放电生成氯气,电解反应为:2Cl--2e-=Cl2↑;
方案2在电极上直接回收铜,操作上比方案1简便,但方案2也有不足之处:在阳极上放电的是氯离子,产生氯气,有毒;使用了电解装置,成本较,
故答案为:阴;Fe3++e-=Fe2+,Cu2++2e-=Cu,2H++2e-=H2↑;2Cl--2e-=Cl2;产生污染性的气体氯气;使用了电解装置,成本较高.
点评:本题考查了物质的分离与提纯实验方案的设计与评价,题目难度中等,注意掌握常见物质的分离与提纯操作方法,明确实验方案设计与评价的方法,试题有利于提高学生的化学实验能力.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

下列说法正确的是(  )
A、硫可溶于水
B、硫易溶于二硫化碳
C、硫单质在与Cu、Fe、O2的反应中均作氧化剂
D、硫在自然界中仅以化合态存在

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科目:高中化学 来源: 题型:

随着生活水平的提高,人们越来越关注自身的健康.以下是探讨化学物质与人体健康的有关问题:
(1)发育出现障碍,患营养缺乏症,这主要是由于摄入蛋白质不足引起的.蛋白质在人体内水解的最终产物是
 
.
(2)微量元素与人体健康密切相关,若膳食结构不合理,摄入某种微量元素不足,就会引起某些疾病,例如人体铁元素摄入量不足可能会导致
 
.可用于防治坏血酸的维生素是
 
,维生素C具有还原性,将其溶液滴入碘水中,反应后单质碘转化为
 
,为证明该反应的发生,常用试剂
 
检验.
(3)2008年9月报道了三鹿集团在牛奶中添加三聚氰胺的重大事故,三聚氰胺分子的结构如图所示.则三聚氰胺的分子式为
 
.     
(4)淀粉、油脂、蛋白质中属于天然高分子的为
 
.
(5)化学药物与人体健康息息相关,某抗酸药主要成分为氢氧化铝,写出该抗酸药发挥功效时的化学方程式
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

已知A是一种常见非金属单质,B是氧化物,E是A的氢化物,D是A的最高价氧化物对应的水化物,其转化关系如图所示:
(1)若E、D的水溶液均呈酸性,试写出反应③的化学方程式
 
.
(2)若D是一种难溶于水的物质,试写出反应③的离子方程式
 
.
(3)若E、D的水溶液均呈酸性,①~④的反应中属于氧化还原反应的是
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

某化学兴趣小组的同学用下图所示实验装置进行实验研究(图中a、b、c表示止水夹).请对其方案进行完善或评价.

(1)利用实验室常用方法制取氯气,将A、C、E相连,在丙中加入适量水,即可制得氯水.将所得氯水分为两份,进行Ⅰ、Ⅱ两个实验,实验操作、现象、结论如下
实验序号实验操作现象结论
Ⅰ将氯水滴入品红溶液品红溶液褪色氯气与水反应的产物有漂白性
Ⅱ氯水中加入碳酸氢钠粉末有无色气泡产生氯气与水反应的产物具有酸性
请你评价:上述实验推出的相应结论是否合理?
 

A.Ⅰ合理,Ⅱ不合理B.Ⅰ不合理,Ⅱ合理 C.Ⅰ、Ⅱ均不合理D.Ⅰ、Ⅱ均合理
(2)A、C、E相连,可设计一个简单的实验,以验证Cl-和Br--的还原性强弱.有关反应的离子方程式为:
 
,
 
.
(3)B、D、E装置相连后,在B中盛装浓硝酸和铜片(放在有孔塑料板上),可制得并进行NO2的有关实验.
①B中发生反应的化学方程式为
 
.
②欲用D装置验证NO2与水的反应,其操作步骤为:先关闭止水夹
 
,再打开止水夹
 
,使烧杯中的水进入试管丁的可能的操作是
 
.
(4)将22.4g铁粉逐渐加入含HNO3 0.8mol的稀硝酸中,请画出生成的气体的物质的量(x)随消耗铁粉的物质的量(y)变化关系图:

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科目:高中化学 来源: 题型:

有同学为探究KW的影响因素,做了以下实验
(1)查阅资料,不同温度下水的离子积常数.
t/℃0102025405090100
KW/10-140.1340.2920.6811.012.925.4738.055.0
由此推出:随着温度的升高,KW的值
 
;水的电离程度
 
;水的电离平衡向
 
移动,水的电离过程是
 
过程.
(2)取三支烧杯A、B、C,分别加入适量水,再向B、C烧杯中分别加入适量盐酸和NaOH,并分析下表:
纯水加少量盐酸加少量NaOH
c(H+)1.0×10-7 mol/L增大
c(OH-)1.0×10-7 mol/L增大
c(H+)和c(OH-)大小比较c(H+)=c(OH-)c(H+)
 
 c(OH-)
c(H+)
 
 c(OH-)
水的电离平衡移动方向
KW值1.0×10-14
综上所述,可得出如下结论:
①温度、酸、
 
均能影响水的电离平衡.
②KW只受
 
的影响,而与其他因素无关.

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列有关实验的叙述,正确的是(填序号)(少一个扣一分,多一个倒扣一分,扣完为止)
 
.
(A)配制500mL某物质的量浓度的溶液,可用两只250mL的容量瓶
(B)用渗析法分离淀粉中混有的NaCl杂质
(C)无法用分液漏斗将甘油和水的混合液体分离
(D)用酸式滴定管量取20.00mL高锰酸钾溶液
(E)为了测定某溶液的pH,将经水润湿的pH试纸浸入到待测溶液,过一会取出,与标准比色卡进行对比
(F) 配制一定浓度的溶液时,若定容时不小心加水超过容量瓶刻度线,应立即用滴管吸去多余的部分.
(G)在氢氧化铁胶体中加少量硫酸会产生沉淀
(H)用结晶法可以除去硝酸钾中混有的少量氯化钠.

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科目:高中化学 来源: 题型:

碳原子在十以内时,以
 
依次代表碳原子数,其后加“烷”字,碳数在十以上,以
 
代表,如
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

铬化学丰富多彩,由于铬光泽度好,常将铬镀在其他金属表面,同铁、镍组成各种性能的不锈钢,CrO3大量地用于电镀工业中.

(1)在如图装置中,观察到图1装置铜电极上产生大量的无色气泡,而图 2装置中铜电极上无气体产生,铬电极上产生大量有色气体.图 2装置中铬电极的电极反应式
 
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(2)CrO3具有强氧化性,遇到有机物(如酒精)时,猛烈反应以至着火,若该过程中乙醇被氧化成乙酸,CrO3被还原成绿色的硫酸铬[Cr2(SO4)3].则该反应的化学方程式为
 
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(3)存在平衡:2CrO42-(黄色)+2H+?Cr2O72-(橙色)+H2O
①若平衡体系的pH=2,则溶液显
 
色.
②能说明第①步反应达平衡状态的是
 
.
a.Cr2O72-和CrO42-的浓度相同  b.2v (Cr2O72-)=v (CrO42-)   c.溶液的颜色不变
(4)CrO3和 K2Cr2O7均易溶于水,这是工业上造成铬污染的主要原因.净化处理方法之一是将含+6价 Cr 的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入适量的NaCl进行电解:阳极区生成的Fe2+和Cr2O72-发生反应,生成的Fe3+和Cr3+在阴极区与OH-结合生成 Fe(OH)3 和Cr(OH)3沉淀除去【已知KspFe(OH)3=4.0×10-38,KspCr(OH)3=6.0×10-31】.已知电解后的溶液中c(Fe3+)为2.0×10-13 mol?L1,则溶液中c(Cr3+)为
 
 mol?L-1.
(5)CrO3的热稳定性较差,加热时逐步分解,其固体残留率随温度的变化如图3所示.则从开始加热到 750K 时总反应方程式
 
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