【知识点详解】
1. **溶解度曲线的理解**:溶解度曲线展示了不同温度下物质的溶解度,曲线越高,表示该物质在对应温度下的溶解能力越强。从题目中可以看出,甲物质的溶解度曲线高于乙物质,但在特定温度下,如20℃,甲的溶解度并不一定大于乙,因为溶解度曲线还取决于温度的变化。D选项正确,冷却热饱和溶液可以用来分离溶解度随温度降低而显著减少的物质,即甲物质。
2. **化学反应与氢气生成量的关系**:镁、铁与铝与稀硫酸反应时,放出氢气的量取决于金属的质量和它们的相对原子质量。镁的相对原子质量小于铁,因此等质量的镁与硫酸反应会放出更多氢气。而铝的相对原子质量更小,所以等质量的镁和铝与硫酸反应,铝会放出更多的氢气。等质量的镁和铁与等质量、等浓度的硫酸反应,如果金属有剩余,说明硫酸已被完全反应,生成的氢气质量相同。
3. **金属活动性比较**:根据金属与酸反应的速率,可以判断金属的活动性强弱。图示中甲与乙反应生成氢气的质量随时间变化趋势相同,但无法确定谁的活动性更强,因为这还取决于金属的初始质量和反应条件。C选项中提到反应消耗等质量的金属,但无法从给出的信息中得出此结论,故无法判断甲和乙的相对原子质量大小。
4. **物质鉴别的基本策略**:在没有其他试剂的情况下,鉴别物质通常需要观察它们的物理性质,如颜色、状态等,以及它们之间反应的现象。例如,通过观察溶液颜色的变化、沉淀的形成或气体的生成等来区分不同的物质。
5. **气体成分的推断**:在气体成分分析中,通过一系列实验现象可以推断气体的组成。例如,气体通过浓硫酸导致质量增加,表明存在水蒸气;通过澄清石灰水不变浑浊,说明没有二氧化碳;通过灼热氧化铜,固体变红,说明有还原性气体,如氢气或一氧化碳;通过无水硫酸铜变蓝,证明有水生成;最后通过澄清石灰水变浑浊,表明有二氧化碳生成。结合这些信息,可以确定气体中一定有氢气和一氧化碳,没有二氧化碳。
6. **气体组成的确定**:气体通过石蕊试液无明显现象,说明没有酸性气体。气体燃烧生成水蒸气和二氧化碳,说明含有碳氢元素,但没有使石蕊变色的酸性气体。甲烷和一氧化碳燃烧会产生这些现象,而二氧化碳的存在则排除了气体为一氧化碳的可能性。因此,气体中一定有甲烷,一定没有一氧化碳。两个实验方案中,乙方案先通过浓硫酸除水蒸气,再通过碱石灰测二氧化碳,更合理,因为它能区分水蒸气和二氧化碳的贡献。根据质量变化,气体的组成可能是甲烷。
7. **金属混合物的提纯**:在回收FeSO4和CuSO4废液中的金属铜和硫酸亚铁晶体过程中,关键是要除去铜离子并保留亚铁离子。通过加入过量的金属X(通常是铁),可以将铜离子还原为铜,然后通过过滤得到金属铜和含有硫酸亚铁的溶液。接着,要确保所加试剂不会引入新的杂质,且能被有效除去。最后蒸发溶液,冷却结晶得到硫酸亚铁晶体。
8. **杂质的去除原则**:在除杂过程中,必须遵循“不增、不减、易分”原则,即不引入新的杂质,不减少被提纯物质,操作简便且能有效分离杂质。当加入的试剂过量时,需考虑如何将过量试剂去除。
9. **锌与硫酸反应的定量分析**:从表格数据可以看出,随着硫酸质量的增加,生成氢气的质量也在增加,直到第四次达到最大值1.03g,说明硫酸已经过量,锌已完全反应。通过这些数据,可以计算样品中锌的质量和黄铜屑中锌的比例。
总结,本资料涉及了化学中的溶解度概念、化学反应定量关系、物质鉴别方法、气体成分分析、金属混合物的提纯以及化学实验数据分析等核心知识点。