如圖是某研究性學習小組設計的對一種廢舊合金的各成分（含有Cu、Fe、Si 三種成分）進行分離、回收再利用的工業(yè)流程，通過該流程將各成分轉化為常用的單質及化合物．
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已知：298K時，Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20，Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38，Ksp[Mn（OH）2]=1.9×10-13，根據(jù)上面流程回答有關問題：
（1）操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ指的是
 
．
（2）加入過量FeCl3溶液過程中可能涉及的化學方程式：
 
．
（3）過量的還原劑應是
 
．
（4）①向溶液b中加入酸性KMnO4溶液發(fā)生反應的離子方程式為
 
．
②若用X mol/L KMnO4溶液處理溶液b，當恰好將溶液中的陽離子完全氧化時消耗KMnO4溶液Y mL，則最后所得紅棕色固體C的質量為
 
g（用含X、Y的代數(shù)式表示）．
（5）常溫下，若溶液c中所含的金屬陽離子濃度相等，向溶液c中逐滴加入KOH溶液，則三種金屬陽離子沉淀的先后順序為：
 
．（填金屬陽離子）
（6）最后一步電解若用惰性電極電解一段時間后，析出固體B的質量為Z g，同時測得陰陽兩極收集到的氣體體積相等，則標況下陽極生成的最后一種氣體體積為
 
L（用含Z的代數(shù)式表示）；該電極的反應式為
 
．
分析：（1）根據(jù)操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分離得到的物質來判斷；
（2）FeCl3具有氧化性，會把鐵、銅氧化；
（3）根據(jù)流程最后濾液中含銅，加入過量的還原劑目的是還原過量的氯化鐵；
（4）①溶液b中含亞鐵離子，會被酸性高錳酸鉀氧化；
②根據(jù)關系式和原子守恒可計算出C（Fe2O3）的質量；
（5）根據(jù)溶度積常數(shù)大小判斷沉淀先后順序；
（6）由流程可知，電解氯化銅得到銅和氯氣，生成Zg 銅轉移電子數(shù)為：
Zg
64g/mol
×2，生成氯氣：
Z
64
mol，要使兩極得到氣體體積相同，則還要電解水，設電解水的物質的量為x，根據(jù)反應式：2H2O
 通電 
.
 
H2↑+O2↑可知，生成xmol氫氣和0.5xmol氧氣，根據(jù)兩極氣體體積相等可列出方程，寫出陽極電極反應式．
解答：解：（1）通過操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都得到固體和溶液，所用該操作是過濾，過濾是把不溶性固體和溶液分開的操作，
故答案為：過濾；
（2）FeCl3具有氧化性，會把鐵、銅氧化，反應方程式為：2FeCl3+Fe=3FeCl2、2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，
故答案為：FeCl3+Fe=3FeCl2、2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2；
（3）根據(jù)流程最后濾液中含銅，加入過量的還原劑目的是還原過量的氯化鐵，故應加銅，故答案為：銅粉；
（4）①溶液b中含亞鐵離子，會被酸性高錳酸鉀氧化成鐵離子，高錳酸鉀被還原為錳離子，反應的離子方程式為MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O，
故答案為：MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O；
②根據(jù)關系式計算：
  2 MnO4-～10Fe2+～5Fe2O3
    2     10     5×160g
  0.001XY          m
m=
0.001XY×5×160g
2
=0.4XY，
故答案為：0.4XY；
（5）因Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20，Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38，Ksp[Mn（OH）2]=1.9×10-13，
溶度積常數(shù)越小，對應離子越易沉淀，故沉淀順序為：Fe3+＞Cu2+＞Mn2+，
故答案為：Fe3+＞Cu2+＞Mn2+；
（6）由流程可知，電解氯化銅得到銅和氯氣，生成Zg 銅轉移電子數(shù)為：
Zg
64g/mol
×2=
Z
32
mol，生成氯氣：
Z
64
mol，要使兩極得到氣體體積相同，則還要電解水，設電解水的物質的量為x，根據(jù)反應式：2H2O
 通電 
.
 
H2↑+O2↑可知，生成xmol氫氣和0.5xmol氧氣，根據(jù)兩極氣體體積相等可列出方程：
Z
64
mol+0.5xmol=xmol，解得x=
Z
32
，故生成氧氣的物質的量為：
Z
64
mol，標況下體積為：
Z
64
mol×22.4L/mol=
22.4Z
64
L，生成氧氣的電極反應式為：4OH--4e-=O2↑+4H2O，
故答案為：
22.4Z
64
；4OH--4e-=O2↑+4H2O．
點評：本題考查了實驗方案的設計，設計實驗基本操作，物質的分離與除雜，離子方程式的書寫，沉淀溶解平衡及電解原理，題目較難，要考慮整個流程，從實驗目的出發(fā)圍繞問題根據(jù)化學原理一步步解答．
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相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：閱讀理解

（2011?南關區(qū)二模）某研究性學習小組對過量炭粉與氧化鐵反應的氣體產(chǎn)物成分進行研究．
（1）提出假設 
①該反應的氣體產(chǎn)物是CO2．
②該反應的氣體產(chǎn)物是CO．
③該反應的氣體產(chǎn)物是
CO2和CO的混合物
CO2和CO的混合物
．
（2）設計方案   
如圖所示，將一定量的氧化鐵在隔絕空氣的條件下與過量炭粉完全反應，測定參加反應的碳元素與氧元素的質量比．
（3）查閱資料
氮氣不與碳、氧化鐵發(fā)生反應．實驗室可以用氯化銨飽和溶液和亞硝酸鈉（NaNO2）飽和溶液混合加熱反應制得氮氣．請寫出該反應的離子方程式：
NH4++NO2-
  △  
.
 
N2↑+2H2O
NH4++NO2-
  △  
.
 
N2↑+2H2O
．
（4）實驗步驟
①按如圖連接裝置，并檢查裝置的氣密性，稱取3.20g氧化鐵、2.00g碳粉混合均勻，放入10.38g的硬質玻璃管中；
②加熱前，先通一段時間純凈干燥的氮氣；
③停止通入N2后，夾緊彈簧夾，加熱一段時間，澄清石灰水（足量）變渾濁；
④待反應結束，再緩緩通入一段時間的氮氣．冷卻至室溫，稱得硬質玻璃管和固體總質量為53.02g；
⑤過濾出石灰水中的沉淀，洗滌、烘干后稱得質量為1g．步驟②、④中都分別通入N2，其作用分別為
步驟②中是為了排盡空氣，步驟④是為了趕出所有的二氧化碳，確保被完全吸收
步驟②中是為了排盡空氣，步驟④是為了趕出所有的二氧化碳，確保被完全吸收
．
（5）數(shù)據(jù)處理
試根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析，寫出該實驗中氧化鐵與碳發(fā)生反應的化學方程式：
5C+2Fe2O3
  △  
.
 
4Fe+4CO+CO2↑
5C+2Fe2O3
  △  
.
 
4Fe+4CO+CO2↑
．
（6）實驗優(yōu)化
學習小組有同學認為應對實驗裝置進一步完善．
①甲同學認為：應將澄清石灰水換成Ba（OH）2溶液，其理由是
氫氧化鋇的溶解度大，濃度大，使二氧化碳被吸收的更完全，碳酸鋇的相對原子質量大于碳酸鈣的，稱量時相對誤差小
氫氧化鋇的溶解度大，濃度大，使二氧化碳被吸收的更完全，碳酸鋇的相對原子質量大于碳酸鈣的，稱量時相對誤差小
．
②從環(huán)境保護的角度，請你再提出一個優(yōu)化方案：
在尾氣口處加一點燃的酒精燈
在尾氣口處加一點燃的酒精燈
．

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科目：高中化學 來源： 題型：閱讀理解

某校開展課外研究性學習：從廢舊干電池中回收碳棒、MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物質，整個過程如下，回答有關問題：
（1）如圖是干電池的基本構造圖，干電池工作時正極上的反應是N
H
+
4
+e-=NH3↑+
1
2
H2↑則負極上的電極反應式是
Zn-2e-=Zn2+
Zn-2e-=Zn2+
．MnO2的作用是除去正極上的某產(chǎn)物，本身生成Mn2O3，該反應的化學方程式是
2MnO2+H2=Mn2O3+H2O
2MnO2+H2=Mn2O3+H2O
．
（2）鋅皮和碳棒的回收：用鉗子和剪子剪開回收的干電池的鋅筒，將鋅皮和碳棒取出，刷洗干凈，將電池內(nèi)的黑色粉末移入小燒杯中．
（3）氯化銨、氯化鋅的提取、分離和檢驗．①如何從黑色粉末中提取NH4Cl和ZnCl2的晶體混合物？寫出簡要的實驗步驟：
向黑色粉末中加入一定量的蒸餾水充分攪拌溶解，過濾，將濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶，再過濾，所得晶體即為ZnCl2和NH4Cl的混合物
向黑色粉末中加入一定量的蒸餾水充分攪拌溶解，過濾，將濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶，再過濾，所得晶體即為ZnCl2和NH4Cl的混合物
．
②用什么方法可將NH4Cl和ZnCl2的晶體混合物分離開？
加熱
加熱
．
③寫出證明ZnCl2晶體中含Zn2+的操作步驟及實驗現(xiàn)象：
取少量ZnCl2于試管中溶解，將溶液平均分為兩等份，分別滴加足量NaOH溶液和氨水，兩支試管中均為先后白色沉淀生成，后沉淀又溶解
取少量ZnCl2于試管中溶解，將溶液平均分為兩等份，分別滴加足量NaOH溶液和氨水，兩支試管中均為先后白色沉淀生成，后沉淀又溶解
（已知Zn（OH）2是兩性氫氧化物且能溶解于氨水）
④最后剩余的黑色殘渣的主要成分是MnO2，還有炭黑和有機物等，可用灼燒的方法除去雜質．該實驗中需要用到的主要儀器除酒精燈外，還有
坩堝、坩堝鉗、三腳架、泥三角、玻璃棒
坩堝、坩堝鉗、三腳架、泥三角、玻璃棒
．

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科目：高中化學 來源： 題型：

人體血液里Ca2+的濃度一般采用mg/cm3來表示．抽取一定體積的血樣，加適量的草酸銨[（NH4）2C2O4]溶液，可析出草酸鈣（CaC2O4）沉淀，將此草酸鈣沉淀洗滌后溶于強酸可得草酸（H2C2O4），再用KMnO4溶液滴定即可測定血液樣品中Ca2+的濃度．某研究性學習小組設計如下實驗步驟測定血液樣品中Ca2+的濃度．
配制KMnO4標準溶液如圖所示是配制50mL KMnO4 標準溶液的過程示意圖．

（1）請你觀察圖示判斷，其中不正確的操作有（填序號）
②⑤
②⑤
；
（2）其中確定50mL溶液體積的容器是（填名稱）
容量瓶
容量瓶
；
（3）如果用圖示的操作配制溶液，所配制的溶液濃度將
偏小
偏小
（填“偏大”或“偏小”）．
測定血液樣品中Ca2+的濃度：抽取血樣20.00mL，經(jīng)過上述處理后得到草酸，再用0.020mol/L KMnO4 溶液滴定，使草酸轉化成CO2逸出，這時共消耗12.00mL KMnO4溶液．
（4）已知草酸跟KMnO4反應的離子方程式為：2MnO
 
-
4
+5H2C2O4+6H+═2Mnx++10CO2↑+8H2O
則方程式中的x=
2
2
．
（5）經(jīng)過計算，血液樣品中Ca2+的濃度為
1.2
1.2
mg/cm3．

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科目：高中化學 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)某研究性學習小組為證明2Fe3++2I-?2Fe2++I2為可逆反應（即反應存在一定的限度），設計如下幾種方案．已知FeF63-是一種無色的穩(wěn)定的絡離子．
按要求回答下列問題．
方案甲：
取5mL 0.1mol/L KI溶液，滴加2ml 0.1mol/L 的FeCl3溶液，再繼續(xù)加入2mL CCl4，充分振蕩．靜置、分層，再取上層清液，滴加KSCN溶液．
（1）甲方案中能證明該反應為可逆反應的現(xiàn)象是
 
．
（2）有同學認為該方案設計不夠嚴密，即使該反應為不可逆反應也可能出現(xiàn)上述現(xiàn)象，其原因是
 
．
方案乙：
取5mL 0.1mol/L KI溶液，滴加2ml 0.1mol/L 的FeCl3溶液，溶液呈棕黃色，再往溶液中滴加NH4F溶液，若看到
 
現(xiàn)象，即可證明該反應為可逆反應，請解釋產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因
 
．
方案丙：
設計如圖原電池裝置，接通靈敏電流計，指針向右偏轉（注：靈敏電流計指針總是偏向電源正極），隨著時間進行電流計讀數(shù)逐漸變小，最后讀數(shù)變?yōu)榱悖?br />當指針讀數(shù)變零后，在乙燒杯中加入1mol/L FeCl2溶液，若觀察到靈敏電流計的指針向
 
方向偏轉（填“左”、“右”或“不移動”），即可判斷該反應為可逆反應，此時甲中石墨電極上的電極反應式為
 
．

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科目：高中化學 來源： 題型：

某研究性學習小組的一個課題是“NO2能否支持木條的燃燒？”由于實驗室中沒有現(xiàn)成的NO2氣體，該小組的同學設計了兩個方案（忽略N2O4的存在，圖中鐵架臺等夾持儀器均已略去）進行實驗探究：
方案一的實驗裝置如圖1所示，
方案二的實驗裝置如圖2所示．
精英家教網(wǎng)
（1）儀器a的名稱為：
 
．
（2）在兩個實驗方案中，小燒杯中溶液的作用是
 

（3）已知方案二中硝酸銅固體加熱分解的產(chǎn)物有氧化銅、二氧化氮和氧氣，寫出該反應的化學方程式：
 
．
（4）實驗開始后，方案一中木條上的火星逐漸熄滅，甲組同學得出結論：NO2不能支持燃燒；實驗方案二中，木條上的火星復燃了，乙組同學得出結論：NO2能支持燃燒．
你認為哪一個結論是正確的：
 
 （填“甲”或“乙”），其原因是
 
．

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