Question

4．某探究小組廢棄的印刷線路板（含Cu、Al少量Au、Pt等金屬的混合物回收Cu并制備硫酸鋁晶體[Al₂（SO₄）₃•18H₂O]，設計路線如下：

（1）過濾時所需要的玻璃儀器有玻璃棒、漏斗、燒杯．
（2）實驗時需對濾渣2進行洗滌，判斷洗滌是否干凈的實驗操作方法是取最后一次的洗滌液，加入氯化鋇溶液和稀鹽酸無白色沉淀出現(xiàn)，說明洗滌干凈．
（3）為確定加入鐵粉的量，實驗中需測定濾液1中Cu²⁺的量．實驗操作為：除去H₂O₂；準確量取一定體積濾液1于帶塞錐形瓶中，加水稀釋，調節(jié)溶液pH=3-4，加入過量KI-淀粉溶液，用Na₂S₂O₃標準溶液滴定至終點．上述過程中反應的離子方程式：
2Cu²⁺+4I^-=2CuI+I₂  
I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-
①滴定管在注入Na₂S₂O₃標準溶液之前，要先用蒸餾水洗凈，再用Na₂S₂O₃標準溶液潤洗2～3次．
②滴定終點觀察到的現(xiàn)象為溶液藍色恰好褪去，且半分鐘內不恢復．
③若滴定前溶液中的H₂O₂沒有除盡，所測定的Cu²⁺含量將會偏高（填“偏高”、“偏低”或“不變”）
（4）由濾液2制取硫酸鋁晶體，探究小組設計了如下二種方案：
甲：濾液2$→_{過濾}^{適量Al粉}$濾液$\stackrel{操作3}{→}$Al₂（SO₄）₃•18H₂O
乙：濾液2$→_{過濾}^{NaOH溶液}$濾液$\stackrel{H_{2}SO_{4}}{→}$溶液$\stackrel{操作3}{→}$Al₂（SO₄）₃•18H₂O
①操作③的實驗步驟依次為：蒸發(fā)濃縮：冷卻結晶、過濾、洗滌．
②從原子利用率角度考慮，甲方案更合理．（填“甲”或“乙”）
（5）他們查閱了資料，認為通過先氧化、再調節(jié)溶液pH也可將濾液2中的Fe²⁺除去．下表列出了幾種離子生成氫氧化物沉淀的pH（開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0mo1•L^-1計算）．

	開始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe3+	1.1	3.2
Fe2+	5.8	8.8
A13+	3.8	5.2

①氧化需加入H₂O₂而不用Cl₂的原因是不引入雜質，對環(huán)境無污染．
②調節(jié)溶液pH約為3.2～3.8．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)過濾操作方法判斷所需要的玻璃儀器；
（2）根據(jù)檢驗洗滌液中是否含有硫酸根離子判斷洗滌是否干凈；
（3）①滴定管用蒸餾水洗完，必須使用裝置液潤洗；
②根據(jù)滴定終點的判斷方法分析；
③根據(jù)雙氧水具有氧化性，能夠氧化碘離子分析對測定結果的影響；
（4）①可以經過加熱蒸發(fā)、冷卻結晶、過濾、洗滌操作，獲得Al₂（SO₄）₃•18H₂O晶體；
②從原子利用率角度對甲和乙方案進行評價；
（5）①過氧化氫具有氧化性且被還原為水，無雜質無污染；
②根據(jù)表中鐵離子沉淀完全、鋁離子開始沉淀的pH判斷調節(jié)溶液pH的范圍．

解答 （1）過濾操作所需要的玻璃儀器有：玻璃棒、漏斗和燒杯，
故答案為：漏斗；燒杯；
（2）可以通過檢驗洗滌液中是否含有硫酸根離子的方法，判斷濾渣2是否相等干凈，操作方法為：取最后一次的洗滌液，加入氯化鋇溶液和稀鹽酸無白色沉淀出現(xiàn)，說明洗滌干凈，
故答案為：取最后一次的洗滌液，加入氯化鋇溶液和稀鹽酸無白色沉淀出現(xiàn)，說明洗滌干凈 （或其他合理答案）；
（3）①滴定管在注入Na₂S₂O₃標準溶液之前，要先用蒸餾水洗凈，然后使用Na₂S₂O₃標準溶液潤洗2～3次，
故答案為：Na₂S₂O₃標準溶液潤洗2～3次；
②滴定終點前溶液為藍色，滴定結束時溶液藍色褪去，則滴定終點的現(xiàn)象為：溶液藍色恰好褪去，且半分鐘內不恢復，
故答案為：溶液藍色恰好褪去，且半分鐘內不恢復；
③由于雙氧水能夠氧化碘離子，使溶液中生成的碘單質物質的量增加，滴定時消耗的Na₂S₂O₃標準溶液體積增大，導致測定的銅離子含量偏高，
故答案為：偏高；
（4）①濾液2為硫酸鋁溶液，經過加熱蒸發(fā)、冷卻結晶、過濾洗滌操作，獲得Al₂（SO₄）₃•18H₂O晶體，
故答案為：冷卻結晶；過濾； 
②從原子利用率和是否產生雜質考慮知，甲方案更合理，
故答案為：甲；
（5）①加H₂O₂的作用是將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，反應方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，過氧化氫做氧化劑被還原后為水，不引入雜質，對環(huán)境無污染
，而氯氣有毒，能夠污染環(huán)境且反應后引進了雜質氯離子，
故答案為：不引入雜質，對環(huán)境無污染；
 ②由表中數(shù)據(jù)可知，鐵離子沉淀完全的pH為3.2，鋁離子開始沉淀的pH為3.8，所以應該調節(jié)溶液的pH范圍為：3.2～3.8，
故答案為：3.2～3.8．

點評 本題通過制備硫酸鋁晶體[A1₂（SO₄）₃．18H₂O]，考查了制備方案的設計，題目難度中等，涉及的知識點較多，充分考查了學生的分析、理解能力和靈活應用所學知識解決實際問題的能力．