Question

（18分）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“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和硫酸鋁晶體的路線：

請回答下列問題：

⑴ 第①步Cu與酸反應(yīng)的離子方程為____________________________________；

得到濾渣1的主要成分為___________________。

⑵ 第②步加H₂O₂的作用是___________________________________________，使用H₂O₂的優(yōu)點是________________________；調(diào)溶液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 （Mr＝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^-1 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含量的測定結(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．未除凈可與EDTA反應(yīng)的干擾離子

 

Answer 1

【答案】

：（1）Cu+2NO₃^-+4H⁺Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；3Cu+2NO₃^-+8H⁺ 3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；Au、Pt；（2）將Fe²⁺氧化為Fe³⁺；不引入雜質(zhì)，對環(huán)境無污染；Fe³⁺、Al³⁺；（3）加熱脫水；（4）甲；所得產(chǎn)品中含有較多的Fe₂(SO₄)₃雜質(zhì)；乙；（5）；c。

【解析】：將金屬混合物處理時，（1）銅和濃硝酸、稀硫酸的混合酸，開始發(fā)生：Cu+2NO₃^-+4H⁺Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O，最后發(fā)生：3Cu+2NO₃^-+8H⁺ 3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；金屬混合物中只有Au和Pt不溶于硝酸，其是濾渣的主要成分；（2）第②步加入過氧化氫的目的是將Fe²⁺氧化為Fe³⁺；過氧化氫氧化亞鐵離子時生成的是鐵離子和水，不引入雜質(zhì)，對環(huán)境無污染；調(diào)整pH值，使溶液中的Fe³⁺、Al³⁺轉(zhuǎn)化為沉淀；（3）用第③步中所得的五水硫酸銅制取無水硫酸銅的方法是加熱脫水；（4）濾渣2的主要成分是氫氧化鐵和氫氧化鋁，以此為基礎(chǔ)分析該探究小組設(shè)計的三種方法，其中方案甲中制得產(chǎn)品中一定含有較多的Fe₂(SO₄)₃雜質(zhì)；方案乙和丙中，從原子利用的角度考慮，乙方案最合理；（5）根據(jù)探究小組的方案，可知計算五水硫酸銅質(zhì)量分數(shù)的表達式為：；滴定過程中，未干燥錐形瓶，對結(jié)果無影響，排除a；滴定終點時滴定管尖嘴中產(chǎn)生氣泡，造成消耗EDTA的讀數(shù)偏小，測定結(jié)果偏低，排除b；未除凈干擾離子，造成EDTA消耗偏多，測定結(jié)果偏高，選c。

考點定位：此題以硫酸銅和硫酸鋁的制備為載體，綜合考查了離子方程式的書寫、試劑的選擇、實驗方案的選擇、計算結(jié)果的求算等知識。