Question

信息時代產(chǎn)生的大量電子垃圾對環(huán)境構(gòu)成了極大的威脅。某化學(xué)興趣小組將一批廢棄的線路板簡單處理后，得到主要含Cu、Al及少量Fc、Au、Pt等金屬的混合物，設(shè)計了如下制備硫酸銅晶體和硫酸鋁晶體的路線：

部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表

沉淀物	Fe( OH)2	Fe( OH)3	Al( OH)3	Cu( OH)2
開始沉淀	5.8	1.1	4.0	5.4
完全沉淀	8.8	3.2	5.2	6.7

        

請回答下列問題：

（1）第①步操作前需將金屬混合物進行粉碎，其目的是                              ；

（2）某學(xué)生認為用H₂O₂代替濃HNO₃更好，理由是                                    ；

請寫出Cu溶于H₂O₂與稀硫酸混合溶液的離子方程式是                                  。

（3）第②步中應(yīng)將溶液pH調(diào)至                  。

（4）由濾渣2制取Al₂( SO₄)₃．18H₂O，探究小組設(shè)計了兩種方案：

你認為         種方案為最佳方案，理由是                   、                  。

（5）為了測定硫酸銅晶體的純度，某同學(xué)準(zhǔn)確稱取4.0g樣品溶于水配成l00mL溶液，取l0m溶液于帶塞錐形瓶中，加適量水稀釋，調(diào)節(jié)溶液pH=3～4，加入過量的KI，用0.l000mol·L^-1Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點，共消耗14. 00mL Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液。上述過程中反應(yīng)的離子方程式如下：

2Cu²⁺ +4I^－=2CuI（白色）↓+I₂    2S₂O+I₂= 2I^－+S₄O

①樣品中硫酸銅晶體的質(zhì)量分數(shù)為____             。

②另一位同學(xué)提出通過測定樣品中硫酸根離子的量也可求得硫酸銅晶體的純度，其他同學(xué)認為此方案不可行，理由是                          。

 

Answer 1

【答案】

 

（1）增大接觸表面積，加快反應(yīng)速率；

（2）不產(chǎn)生污染氣體；

（3）5.2——5.4

（4）甲  產(chǎn)品純度高    原子利用率高；

（5）0.875   雜質(zhì)中含有硫酸根離子

【解析】

試題分析：本工業(yè)流程中原料主要含Cu、Al及少量Fc、Au、Pt等金屬的混合物，在為得到目標(biāo)產(chǎn)物，需除去有關(guān)雜質(zhì)，經(jīng)系列變化才能得到。（1）將金屬混合物進行粉碎，目的是增大接觸表面積，加快反應(yīng)速率；（2）H₂O₂是綠色氧化劑，不產(chǎn)生污染物。該流程中硝酸的作用是氧化劑，氧化銅的同時生成了污染氣體氮的氧化物，故其優(yōu)點是不產(chǎn)生污染氣體；（3）要使Al³⁺、Fe³⁺等雜質(zhì)離子沉淀出來從而除去，故pH控制在5.2——5.4間；（4）乙方案反應(yīng)得到的溶液中含有Al₂( SO₄)₃和Na₂SO₄，所以結(jié)晶出的晶體不純，同時反應(yīng)消耗的酸堿的量較少，原子利用率高；

（5）n(Cu²⁺)=2 n( I₂)= n(S₂O)=1.4×l0^－3mol

 硫酸銅晶體的質(zhì)量分數(shù)為1.4×l0^－3×250/4×10=0.875

雜質(zhì)主要是Na₂SO₄，含有硫酸根離子，不能準(zhǔn)確得到硫酸銅晶體的量。

考點：本題以工業(yè)流程為背景綜合考查了流程過程中條件的控制、實驗方案的選擇、實驗操作的目的、計算等知識。