Question

信息時代產生的大量電子垃圾對環(huán)境構成了極大的威脅。某化學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步中應將溶液pH調至                  。

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

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，某同學準確稱取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，調節(jié)溶液pH=3～4，加入過量的KI，用0.l000mol·L^-1Na₂S₂O₃標準溶液滴定至終點，共消耗14. 00mL Na₂S₂O₃標準溶液。上述過程中反應的離子方程式如下：

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

①樣品中硫酸銅晶體的質量分數為____             。

②另一位同學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，加快反應速率；

（2）不產生污染氣體；

（3）5.2——5.4

（4）甲  產品純度高    原子利用率高；

（5）0.875   雜質中含有硫酸根離子

【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，在為得到目標產物，需除去有關雜質，經系列變化才能得到。（1）將金屬混合物進行粉碎，目的是增大接觸表面積，加快反應速率；（2）H₂O₂是綠色氧化劑，不產生污染物。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)點是不產生污染氣體；（3）要使Al³⁺、Fe³⁺等雜質離子沉淀出來從而除去，故pH控制在5.2——5.4間；（4）乙方案反應得到的溶液中含有Al₂( SO₄)₃和Na₂SO₄，所以結晶出的晶體不純，同時反應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

 硫酸銅晶體的質量分數為1.4×l0^－3×250/4×10=0.875

雜質主要是Na₂SO₄，含有硫酸根離子，不能準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。