Question

信息時(shí)代產(chǎn)生的大量電子垃圾對(duì)環(huán)境構(gòu)成了極大的威脅．某“變廢為寶”學(xué)生探究小組將一批廢棄的線路板簡(jiǎn)單處理后，將得到的紅色金屬M(fèi)和金屬E進(jìn)行如框圖所示轉(zhuǎn)化，獲得高效凈水劑K₂EO₄．
（答題時(shí)，化學(xué)式及化學(xué)方程式中的M、E均用所對(duì)應(yīng)的元素符號(hào)表示）：

（1）寫(xiě)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(yàn)X中陽(yáng)離子的方法和現(xiàn)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(xué)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?yōu)樗{(lán)色．試用離子方程式表示溶液變?yōu)樗{(lán)色的原因：

2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂

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

蒸發(fā)皿

（填寫(xiě)儀器名稱）．
（5）某同學(xué)利用H₂還原MO來(lái)測(cè)定M的相對(duì)原子質(zhì)量，下圖是測(cè)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(yàn)裝置的氣密性后，應(yīng)首先“加熱反應(yīng)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(yīng)進(jìn)行的操作是

檢驗(yàn)H₂的純度

．
③該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否還有不足之處？若有請(qǐng)指出并改進(jìn)，如沒(méi)有本問(wèn)可不答．
（6）試說(shuō)明K₂EO₄可用作高效凈水劑的原因

高鐵酸鉀具有強(qiáng)氧化性，殺菌后自身被還原為Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺水解后生成的氫氧化鐵膠體又具有較強(qiáng)的吸附性，因而高鐵酸鉀可有做高效凈水劑

．

Answer 1

分析：根據(jù)題中信息，紅色金屬與稀H₂SO₄和H₂O₂反應(yīng)生成藍(lán)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(yīng)后進(jìn)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(fā)生反應(yīng)生成硫酸銅和水；
（2）檢驗(yàn)X中陽(yáng)離子為亞鐵離子，根據(jù)檢驗(yàn)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(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃度、冷卻結(jié)晶等操作，用到的儀器有酒精燈、燒杯、玻璃棒、漏斗、鐵架臺(tái)和蒸發(fā)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(fā)生危險(xiǎn)；加熱前需要檢驗(yàn)氫氣的純度；
③反應(yīng)結(jié)束必須對(duì)尾氣進(jìn)行處理；
（6）高鐵酸鉀具有強(qiáng)氧化性，殺菌后自身被還原為Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺水解后生成的氫氧化鐵膠體又具有較強(qiáng)的吸附性，因而高鐵酸鉀可有做高效凈水劑．

解答：解：根據(jù)題中信息，紅色金屬與稀H₂SO₄和H₂O₂反應(yīng)生成藍(lán)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(yīng)后進(jìn)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(fā)生反應(yīng)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(yàn)X中陽(yáng)離子，就是檢驗(yàn)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(fā)生的反應(yīng)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(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃度、冷卻結(jié)晶等操作，用到的儀器有酒精燈、燒杯、玻璃棒、漏斗、鐵架臺(tái)和蒸發(fā)皿，
故答案為：蒸發(fā)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(fā)生危險(xiǎn)，所以應(yīng)該先從A瓶中逐滴加入液體；加熱前需要檢驗(yàn)氫氣的純度；
故答案為：從A瓶中逐滴加入液體；  檢驗(yàn)H₂的純度；
③在反應(yīng)結(jié)束后，必須對(duì)尾氣進(jìn)行處理，處理方法可以將多余的氫氣燃燒掉，
答：有不足，未進(jìn)行尾氣處理，可用酒精燈將未反應(yīng)的氫氣燃燒掉；
（6）由于高鐵酸鉀具有強(qiáng)氧化性，殺菌后自身被還原為Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺水解后生成的氫氧化鐵膠體又具有較強(qiáng)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(qiáng)氧化性，殺菌后自身被還原為Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺水解后生成的氫氧化鐵膠體又具有較強(qiáng)的吸附性，因而高鐵酸鉀可有做高效凈水劑．

點(diǎn)評(píng)：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(shí)驗(yàn)的試題，綜合性強(qiáng)，理論和實(shí)踐的聯(lián)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(lián)系所學(xué)過(guò)的知識(shí)和技能，進(jìn)行知識(shí)的類比、遷移、重組，全面細(xì)致的思考才能正確作答．