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10. 废旧金属的回收利用是节约资源的有效途径之一。某金属废料中含有铜、铁、金等金属单质,为回收铜和金并得到氧化铁,专业人员设计了如图所示的工艺流程。
请回答下列问题。
(1) 气体 A 是
(2) 固体 A 与空气加热发生化学反应,写出反应后的生成物与适量稀硫酸反应的化学方程式：
(3) 操作 1、操作 2 和操作 3 为同一操作,其名称是
(4) 写出滤液 B 与加入的物质 X 反应的化学方程式：
请回答下列问题。
(1) 气体 A 是
H₂
(填化学式,下同),滤液 A 的溶质为FeSO₄
(3 分)。(2) 固体 A 与空气加热发生化学反应,写出反应后的生成物与适量稀硫酸反应的化学方程式：
CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O
(3 分)。(3) 操作 1、操作 2 和操作 3 为同一操作,其名称是
过滤
。该操作中用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和漏斗
。(4) 写出滤液 B 与加入的物质 X 反应的化学方程式：
Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu
(3 分)。答案
(1)H₂；FeSO₄
(2)CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O
(3)过滤；漏斗
(4)Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu
(2)CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O
(3)过滤；漏斗
(4)Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu
解析
(1)金属废料中Fe与稀硫酸反应生成H₂和FeSO₄，Cu、Au不反应，故气体A为H₂，滤液A溶质为FeSO₄。
(2)固体A含Cu、Au，加热时Cu与O₂反应生成CuO，CuO与稀硫酸反应生成CuSO₄和H₂O，化学方程式为CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O。
(3)分离固液的操作为过滤，玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗。
(4)滤液B为CuSO₄溶液，加入X(Fe)置换出Cu，反应为Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu。
(2)固体A含Cu、Au，加热时Cu与O₂反应生成CuO，CuO与稀硫酸反应生成CuSO₄和H₂O，化学方程式为CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O。
(3)分离固液的操作为过滤，玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗。
(4)滤液B为CuSO₄溶液，加入X(Fe)置换出Cu，反应为Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu。
11. 2022 年春晚舞蹈《只此青绿》的创作灵感源于宋代名作《千里江山图》。
(1) 《千里江山图》流传千年依旧色彩艳丽,璀璨夺目,这与所用的矿石颜料有关。该矿石颜料的化学性质
(2) 矿石颜料之一赭石(主要成分为$ Fe_2O_3)$属赤铁矿,我国早在春秋战国时期就开始炼铁。用赤铁矿炼铁的主要反应原理是
(3) 实验室可用如图所示的装置模拟炼铁。反应前大玻璃管中加入铁的氧化物(FeₓO_y)试样的质量为 12.6 g。加热前,应先往大玻璃管中通入 CO 气体的原因是
(1) 《千里江山图》流传千年依旧色彩艳丽,璀璨夺目,这与所用的矿石颜料有关。该矿石颜料的化学性质
稳定
(填“稳定”或“不稳定”)。(2) 矿石颜料之一赭石(主要成分为$ Fe_2O_3)$属赤铁矿,我国早在春秋战国时期就开始炼铁。用赤铁矿炼铁的主要反应原理是
3CO + Fe₂O₃ =高温= 2Fe + 3CO₂
(用化学方程式表示,3 分)。(3) 实验室可用如图所示的装置模拟炼铁。反应前大玻璃管中加入铁的氧化物(FeₓO_y)试样的质量为 12.6 g。加热前,应先往大玻璃管中通入 CO 气体的原因是
排尽装置内空气，防止加热时爆炸
。实验结束后,继续通入 CO 气体,直至大玻璃管冷却,测得 NaOH 溶液的质量增加了 7.7 g。推算该铁的氧化物的化学式中 x、y 的比为1:1
(填最简整数比,4 分)。答案
(1)稳定；(2)3CO + Fe₂O₃ =高温= 2Fe + 3CO₂；(3)排尽装置内空气，防止加热时爆炸；1:1
解析
(1)颜料流传千年色彩艳丽，说明不易发生化学变化，化学性质稳定。
(2)赤铁矿主要成分为Fe₂O₃，一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，化学方程式为3CO + Fe₂O₃ =高温= 2Fe + 3CO₂。
(3)加热前通入CO是为排尽装置内空气，防止CO与空气混合加热爆炸；NaOH溶液增加的质量为生成CO₂的质量（7.7g），CO₂中氧元素部分来自铁的氧化物，氧化物中氧元素质量=CO₂中氧元素质量的一半（因CO→CO₂仅夺取氧化物中氧），n(CO₂)=7.7g/44g/mol=0.175mol，氧化物中n(O)=0.175mol，m(O)=0.175mol×16g/mol=2.8g；氧化物中m(Fe)=12.6g - 2.8g=9.8g，n(Fe)=9.8g/56g/mol=0.175mol，n(Fe):n(O)=0.175:0.175=1:1，故x:y=1:1。
(2)赤铁矿主要成分为Fe₂O₃，一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，化学方程式为3CO + Fe₂O₃ =高温= 2Fe + 3CO₂。
(3)加热前通入CO是为排尽装置内空气，防止CO与空气混合加热爆炸；NaOH溶液增加的质量为生成CO₂的质量（7.7g），CO₂中氧元素部分来自铁的氧化物，氧化物中氧元素质量=CO₂中氧元素质量的一半（因CO→CO₂仅夺取氧化物中氧），n(CO₂)=7.7g/44g/mol=0.175mol，氧化物中n(O)=0.175mol，m(O)=0.175mol×16g/mol=2.8g；氧化物中m(Fe)=12.6g - 2.8g=9.8g，n(Fe)=9.8g/56g/mol=0.175mol，n(Fe):n(O)=0.175:0.175=1:1，故x:y=1:1。
12. 某化学兴趣小组在完成“常见金属的性质”实验时,进行了以下探究活动。
【探究活动】
将铝丝插入硫酸铜溶液中,未发现明显的实验现象。
【现象分析】
请分析出现上述实验现象的原因：
【继续实验】
兴趣小组同学根据你的建议,重新进行了实验,观察到了明显的实验现象。经充分反应后,该实验的现象是
【分析评价】
经研究发现,该反应的微观示意图如图所示(图中微粒未完全画出)。用实际参加反应的微粒符号来表示化学反应的式子是
【拓展提升】
兴趣小组在完成上述实验时,还发现了铝丝表面有少量气泡生成。根据已有知识和资料信息(资料信息：硫酸铜在水中会发生一些变化,生成微量的稀硫酸),判断这种气体有可能是
【探究活动】
将铝丝插入硫酸铜溶液中,未发现明显的实验现象。
【现象分析】
请分析出现上述实验现象的原因：
铝丝表面有一层致密的氧化铝薄膜
。为顺利完成实验,你的建议是用砂纸打磨铝丝
。【继续实验】
兴趣小组同学根据你的建议,重新进行了实验,观察到了明显的实验现象。经充分反应后,该实验的现象是
铝丝表面有红色固体析出，蓝色溶液逐渐变为无色
(3 分)。【分析评价】
经研究发现,该反应的微观示意图如图所示(图中微粒未完全画出)。用实际参加反应的微粒符号来表示化学反应的式子是
2Al + 3Cu²⁺ = 2Al³⁺ + 3Cu
(3 分)。【拓展提升】
兴趣小组在完成上述实验时,还发现了铝丝表面有少量气泡生成。根据已有知识和资料信息(资料信息：硫酸铜在水中会发生一些变化,生成微量的稀硫酸),判断这种气体有可能是
氢气（或H₂）
,反应的化学方程式是2Al + 3H₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ + 3H₂↑
(3 分)。答案
【现象分析】铝丝表面有一层致密的氧化铝薄膜；用砂纸打磨铝丝 【继续实验】铝丝表面有红色固体析出，蓝色溶液逐渐变为无色 【分析评价】2Al + 3Cu²⁺ = 2Al³⁺ + 3Cu 【拓展提升】氢气（或H₂）；2Al + 3H₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ + 3H₂↑
解析
【现象分析】铝在空气中易与氧气反应，表面形成致密的氧化铝薄膜，阻止铝与硫酸铜接触；需除去氧化膜，可用砂纸打磨铝丝。【继续实验】铝与硫酸铜反应生成铜和硫酸铝，现象为铝丝表面有红色固体析出，蓝色溶液逐渐变为无色。【分析评价】反应中SO₄²⁻未参与，实际微粒为Al与Cu²⁺反应生成Al³⁺和Cu，配平得2Al + 3Cu²⁺ = 2Al³⁺ + 3Cu。【拓展提升】溶液中微量稀硫酸与铝反应生成氢气，方程式为2Al + 3H₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ + 3H₂↑。
