Question

信息時代產(chǎn)生的大量電子垃圾對環(huán)境造成了極大的威脅。某“變廢為寶”學(xué)生探究小組將一批廢棄的線路板簡單處理后，得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金屬的混合物，并設(shè)計出如下制備硫酸銅晶體的路線：

回答下列問題：

⑴第①步Cu與酸反應(yīng)的離子方程式為                                       ；得到濾渣1的主要成分為                。

⑵第②步加入H₂O₂的作用是                                      ，使用H₂O₂的優(yōu)點是                                 ；調(diào)節(jié)pH的目的是使             生成沉淀。

⑶用第③步所得CuSO₄·5H₂O制備無水CuSO₄的方法是                       。

⑷由濾渣2制取Al₂(SO₄)₃·18H₂O，探究小組設(shè)計了三種方案：

上述三種方案中，      方案不可行，原因是                                ；

從原子利用率角度考慮，        方案更合理。

⑸探究小組用滴定法測定CuSO₄·5H₂O(M_r=250)含量。取a g 試樣配成100 mL溶液，每次取20.00 mL，消除干擾離子后，用c mol/L EDTA(H₂Y^2－)標準溶液滴定至終點，平均消耗EDTA溶液b mL。滴定反應(yīng)如下：Cu²⁺+ H₂Y^2－＝CuY^2－+ 2H⁺

寫出計算CuSO₄·5H₂O質(zhì)量分數(shù)的表達式ω＝                            ；

下列操作會導(dǎo)致CuSO₄·5H₂O含量測定結(jié)果偏高的是          。

a．未干燥錐形瓶

b．滴定終點時滴定管尖嘴中產(chǎn)生氣泡

c．未除靜可與EDTA反應(yīng)的干擾離子

 

Answer 1

【答案】

⑴Cu＋4H^＋＋2NO₃^－Cu^2＋＋2NO₂↑＋2H₂O或3Cu＋8H^＋＋2NO₃^－3Cu^2＋＋2NO↑＋4H₂O；Au、Pt

⑵把Fe^2＋氧化為Fe^3＋；不引入雜質(zhì)，產(chǎn)物對環(huán)境物無污染；Fe^3＋和Al^3＋。

⑶在坩堝中加熱脫水

⑷甲；甲方案在濾渣中只加硫酸會生成硫酸鐵和硫酸鋁，冷卻、結(jié)晶、過濾得到的硫酸鋁晶體中混有大量硫酸鐵雜質(zhì)；乙。

⑸×100%；c。

【解析】

試題分析：（1）濃硝酸與稀硝酸混合，硝酸可能為濃溶液，也可能為稀溶液，所以兩個離子方程式都可；Au、P他不和硝酸反應(yīng)，所以濾渣1的主要成分為：Au、Pt。

（2）第②步加H₂O₂的作用是把Fe^2＋氧化為Fe^3＋；H₂O₂作氧化劑。其還原產(chǎn)物為H₂O，所以該氧化劑的優(yōu)點是不引入雜質(zhì)，產(chǎn)物對環(huán)境物無污染；調(diào)溶液PH的目的是使Fe^3＋和Al^3＋形成沉淀。

（3）第③步由五水硫酸銅制備硫酸銅的方法應(yīng)是在坩堝中加熱脫水。

（4）制備硫酸鋁晶體的甲、乙、丙三種方法中，甲方案在濾渣中只加硫酸會生成硫酸鐵和硫酸鋁，冷卻、結(jié)晶、過濾得到的硫酸鋁晶體中混有大量硫酸鐵雜質(zhì)，方法不可行。乙和丙方法均可行。乙方案先在濾渣中加H₂SO₄，生成Fe₂(SO₄)₃和Al₂(SO₄)₃,再加Al粉和Fe₂(SO₄)₃生成Al₂(SO₄)₃,蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶、過濾可得硫酸鋁晶體。丙方案先在濾渣中加NaOH,和Al(OH)₃反應(yīng)生成NaAlO₂，再在濾液中加H₂SO₄生成Al₂(SO₄)₃, 蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶、過濾可得硫酸鋁晶體。但從原子利用角度考慮方案乙更合理，因為丙加的NaOH和制備的Al₂(SO₄)₃的原子組成沒有關(guān)系，造成原子浪費。

（5）根據(jù)離子方程式，Cu²⁺的物質(zhì)的量等于EDTA的物質(zhì)的量，所以由EDTA的物質(zhì)的量可求出CuSO₄•5H₂O的物質(zhì)的量，因為配制了100mL CuSO₄溶液，每次取20.00mL實驗，所以再乘以5，可得樣品中CuSO₄•5H₂O的物質(zhì)的量，進而求出CuSO₄•5H₂O的含量；a、未干燥錐形瓶，為正確操作，不影響結(jié)構(gòu)；b、滴定終點時滴定管尖嘴中產(chǎn)生氣泡，使標準液的體積測量值變小，結(jié)構(gòu)偏��；c、未除凈可與EDTA反應(yīng)的干擾離子，增加了EDTA的用量，使結(jié)果偏高。

考點：本題考查離子方程式的書寫、試劑的作用、實驗方案的分析、中和滴定的簡單計算和誤差的分析。