Question

信息時(shí)代產(chǎn)生的大量電子垃圾對(duì)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(jiǎn)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(jì)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(diǎn)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(jì)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(cè)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(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，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(jì)算CuSO₄·5H₂O質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式ω＝                           ；
下列操作會(huì)導(dǎo)致CuSO₄·5H₂O含量測(cè)定結(jié)果偏高的是         。
a．未干燥錐形瓶
b．滴定終點(diǎn)時(shí)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

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(duì)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(huì)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。

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(gè)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(diǎn)是不引入雜質(zhì)，產(chǎn)物對(duì)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(huì)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?yàn)楸�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(fèi)。
（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?yàn)榕渲屏?00mL CuSO₄溶液，每次取20.00mL實(shí)驗(yàn)，所以再乘以5，可得樣品中CuSO₄?5H₂O的物質(zhì)的量，進(jìn)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(diǎn)時(shí)滴定管尖嘴中產(chǎn)生氣泡，使標(biāo)準(zhǔn)液的體積測(cè)量值變小，結(jié)構(gòu)偏�。籧、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。