Question

（16分）粉煤灰，是從煤燃燒后的煙氣中收捕下來的細(xì)灰，粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物。我國火電廠粉煤灰的主要氧化物為：SiO2、Al2O3，還含有FeO、Fe2O3等�，F(xiàn)將提取粉煤灰中Al、Si等元素，某科研小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如下工藝流程： 請回答下列問題： （1）操作i所需要的玻璃儀器有：                 (填序號(hào))。 a．鐵架臺(tái)    b．燒杯    c．冷凝管    d．玻璃棒    e．集氣瓶    f．分液漏斗   g．漏斗 （2）寫出粉煤灰與過量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式                                         。 （3）寫出向固體A中加入過量稀H2SO4和過量H2O2時(shí)發(fā)生的離子反應(yīng)方程式                    。 （4）寫出生成固體H的離子方程式                                                         。 （5）該科研小組的同學(xué)準(zhǔn)備用0.1 mol·L－1KSCN溶液和0.5000mol·L－1KI溶液滴定溶液B，以測定粉煤灰中Fe元素的含量： ①為減小實(shí)驗(yàn)誤差，由固體A制備溶液B過程中煮沸的目的是                               (請用化學(xué)方程式表示)。 ②判斷滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為                                                              。 ③將溶液B配制成250mL溶液后，取出25.00mL裝入錐形瓶中，再滴入1~2滴KSCN溶液進(jìn)行滴定，滴定過程中使用KI溶液的量如下表所示： 滴定次數(shù) 1 2 3 4 KI溶液體積/mL 30.00 32.20 30.02 29.98 則該粉煤灰中Fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為                   (保留三位有效數(shù)字)。 ④若滴定操作太慢，則滴定結(jié)果          (填“偏小”、“偏大”或“無影響”)；原因是                                                                                                                       (請用離子方程式及簡單的文字描述)。

Answer 1

（1）b、d、g（選對2個(gè)得1分，全對得2分）。
（2）SiO₂＋2OH^－＝SiO₃^2－＋H₂O；Al₂O₃＋2OH^－＝2AlO₂^－＋H₂O（各2分）。
（3）H₂O₂＋2H^＋＋2Fe^2＋＝2Fe^3＋＋2H₂O（2分）。
（4）Al^3＋＋3NH₃·H₂O＝Al(OH)₃↓＋3NH₄^＋（2分）。
（5）①2H₂O₂＝2H₂O＋O₂↑（1分）。
②溶液的血紅色剛好退去，且半分鐘內(nèi)顏色無變化（2分）。
③16.8%（2分）。
④偏大（1分）；滴定過慢，KI溶液被空氣氧化，消耗KI溶液的體積增大，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：4H^＋＋4I^－＋O₂＝2I₂＋2H₂O（2分）。

（1）操作i是過濾，需要用到的玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒、漏斗。
（2）粉煤灰中SiO₂與Al₂O₃分別與過量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式：SiO₂＋2OH^－＝SiO₃^2－＋H₂O；Al₂O₃
＋2OH^－＝2AlO₂^－＋H₂O。
（3）寫出向固體A中加入過量稀H₂SO₄和過量H₂O₂的目的是將Fe^2＋氧化為Fe^3＋，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：H₂O₂＋2H^＋＋2Fe^2＋＝2Fe^3＋＋2H₂O。
（4）固體H的主要成分Al₂O₃是溶液F中的Al³⁺與NH₃反應(yīng)生成的，其離子方程式為：Al^3＋＋3NH₃·H₂O＝Al(OH)₃↓＋3NH₄^＋。
（5）①加熱煮沸的目的是讓過量的H₂O₂完全分解，以防止干擾后面的滴定實(shí)驗(yàn)，化學(xué)方程式為：2H₂O₂＝2H₂O＋O₂↑。
②以KSCN為指示劑，用標(biāo)準(zhǔn)KI溶液滴定未知的Fe^3＋，滴定終點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：溶液的血紅色剛好退去，且半分鐘內(nèi)顏色無變化。
③由表可知，第二次滴定數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的，不能用來算平均體積，故舍去。滴定消耗KI溶液的平均體積為30.00mL，根據(jù)：
I^－               ~              Fe^3＋
1mol                             56g
×0.5000×30.00×10^－3mol                m(Fe^3＋)
m(Fe^3＋)＝＝8.40g
所以w(Fe)＝＝16.8%。
④滴定過慢，KI溶液被空氣氧化，消耗KI溶液的體積增大，故滴定結(jié)果偏大；發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：4H^＋＋4I^－＋O₂＝2I₂＋2H₂O。
    本題來源于真實(shí)的化工工藝，廢物中資源的回收、綜合利用。該試題起點(diǎn)高、結(jié)構(gòu)新穎，工業(yè)背景的題材多、提問靈活，該類題符合考綱“能夠從試題提供的新信息中，準(zhǔn)確地提取實(shí)質(zhì)性內(nèi)容，考查學(xué)生知識(shí)遷移的能力”。 將元素化合物知識(shí)放置在真實(shí)的化學(xué)工業(yè)環(huán)境中，從而達(dá)到考查同學(xué)們的綜合分析問題的能力以及將新信息和已有信息整合，重組為新信息塊的能力。是新課改區(qū)高考題的一大“亮點(diǎn)”。為必考題型之一。