(2012?天津)信息時(shí)代產(chǎn)生的大量電子垃圾對(duì)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(xiàn)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)出如圖1制備硫酸銅和硫酸鋁晶體的路線(xiàn):

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)第①步Cu與酸反應(yīng)的離子方程式為
Cu+4H++2NO3-
 加熱 
.
 
Cu2++2NO2↑+2H2O 或3Cu+8H++2NO3-
 加熱 
.
 
3Cu2++2NO↑+4H2O
Cu+4H++2NO3-
 加熱 
.
 
Cu2++2NO2↑+2H2O 或3Cu+8H++2NO3-
 加熱 
.
 
3Cu2++2NO↑+4H2O

得到濾渣1的主要成分為
Au、Pt
Au、Pt

(2)第②步加H2O2的作用是
將Fe2+氧化為Fe3+
將Fe2+氧化為Fe3+
,使用H2O2的優(yōu)點(diǎn)是
不引入雜質(zhì),對(duì)環(huán)境無(wú)污染
不引入雜質(zhì),對(duì)環(huán)境無(wú)污染
;調(diào)溶液pH的目的是使
Fe3+、Al3+
Fe3+、Al3+
生成沉淀.
(3)用第③步所得CuSO4?5H2O制備無(wú)水CuSO4的方法是
加熱脫水
加熱脫水

(4)由濾渣2制取Al2(SO43?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
所得產(chǎn)品中含有較多Fe2(SO43雜質(zhì)
所得產(chǎn)品中含有較多Fe2(SO43雜質(zhì)
:從原子利用率角度考慮,
方案更合理.
(5)探究小組用滴定法測(cè)定CuSO4?5H2O (Mr=250)含量.取a g試樣配成100mL溶液,每次取20.00mL,消除干擾離子后,用c mol?L-1 EDTA(H2Y2-)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++H2Y2-=CuY2-+2H+
寫(xiě)出計(jì)算CuSO4?5H2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式ω=
c mol?L-1×b×10-3L×250g?mol-1×5
ag
×100%
c mol?L-1×b×10-3L×250g?mol-1×5
ag
×100%
;
下列操作會(huì)導(dǎo)致CuSO4?5H2O含量的測(cè)定結(jié)果偏高的是
c
c

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.未除凈可與EDTA反應(yīng)的干擾離子.
分析:(1)稀硫酸、濃硝酸混合酸后加熱,Cu、Al、Fe發(fā)生反應(yīng)生成Cu2+、Al3+、Fe2+;所以濾渣1 的成分是Pt和Au,濾液1中的離子是Cu2+、Al3+、Fe2+;
(2)過(guò)氧化氫具有氧化性且被還原為水,無(wú)雜質(zhì)無(wú)污染;可以氧化亞鐵離子為鐵離子易于沉淀除去,調(diào)節(jié)溶液PH目的是鐵離子和鋁離子全部沉淀;第②步加H2O2的作用是把Fe2+氧化為Fe3+,該氧化劑的優(yōu)點(diǎn)是不引入雜質(zhì),產(chǎn)物對(duì)環(huán)境物污染.調(diào)溶液PH的目的是使Fe3+和Al3+形成沉淀.所以濾液2的成分是Cu2+,濾渣2的成分為氫氧化鐵和氫氧化鋁;
(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)依據(jù)實(shí)驗(yàn)方案過(guò)程分析制備晶體中是否含有雜質(zhì),使用的試劑作用,原料的利用率,原子利用率因素分析判斷;
(5)依據(jù)滴定實(shí)驗(yàn)和反應(yīng)離子方程式計(jì)算得到;滴定實(shí)驗(yàn)誤差分析依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗的多少進(jìn)行分析判斷;
解答:解:(1)稀硫酸、濃硝酸混合酸后加熱,Cu、Al、Fe發(fā)生反應(yīng)生成Cu2+、Al3+、Fe2+;所以濾渣1的成分是Pt和Au,濾液1中的離子是Cu2+、Al3+、Fe2+;第①步Cu與酸反應(yīng)的離子方程式為:Cu+4H++2NO3-
 加熱 
.
 
Cu2++2NO2↑+2H2O 或3Cu+8H++2NO3-
 加熱 
.
 
3Cu2++2NO↑+4H2O;Au、Pt;
故答案為:Cu+4H++2NO3-
 加熱 
.
 
Cu2++2NO2↑+2H2O 或3Cu+8H++2NO3-
 加熱 
.
 
3Cu2++2NO↑+4H2O;Au、Pt;
(2)第②步加H2O2的作用是將Fe2+氧化為Fe3+;過(guò)氧化氫做氧化劑不引入雜質(zhì),對(duì)環(huán)境無(wú)污染;調(diào)節(jié)溶液PH鐵離子和鋁離子全部沉淀后過(guò)濾得到氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀和濾液硫酸銅,故答案為:將Fe2+氧化為Fe3+;不引入雜質(zhì),對(duì)環(huán)境無(wú)污染;Fe3+、Al3+
(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;
故答案為: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(guò)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(SO43和Al2(SO43,再加Al粉和Fe2(SO43生成Al2(SO43,蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶、過(guò)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(SO43,蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶、過(guò)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拥腘aOH和制備的Al2(SO43的原子組成沒(méi)有關(guān)系,造成原子浪費(fèi);
故答案為:甲;所得產(chǎn)品中含有較多Fe2(SO43雜質(zhì);乙;
(5)取a g試樣配成100mL溶液,每次取20.00mL,消除干擾離子后,用c mol?L-1 EDTA(H2Y2-)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),平均消耗EDTA溶液6mL.滴定反應(yīng)如下:Cu2++H2Y2-=CuY2-+2H+
銅離子物質(zhì)的量和標(biāo)準(zhǔn)液物質(zhì)的量相同=cmol/L×b×10-3L=bc×10-3mol;依據(jù)元素守恒得到:
則20ml溶液中含有的CuSO4?5H2O物質(zhì)的量為bc×10-3mol;100ml溶液中含bc×10-3mol×5=5bc×10-3mol;
所以CuSO4?5H2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式=
c mol?L-1×b×10-3L×250g?mol-1×5
ag
×100%

a.未干燥錐形瓶 對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)影響;
b.滴定終點(diǎn)時(shí)滴定管尖嘴中產(chǎn)生氣泡說(shuō)明消耗標(biāo)準(zhǔn)液少,結(jié)果偏低;
c.未除凈可與EDTA反應(yīng)的干擾離子,消耗標(biāo)準(zhǔn)液多,結(jié)果偏高;
故答案為:
c mol?L-1×b×10-3L×250g?mol-1×5
ag
×100%
;c;
點(diǎn)評(píng):本題考查離子分離的方法,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),試劑選擇,中和滴定的簡(jiǎn)單計(jì)算和誤差的分析,離子性質(zhì)的熟練掌握是解題關(guān)鍵,題目難度中等.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

(2012?天津)已知2SO2 (g)+O2 (g)?2SO3 (g);△H=-197kJ?mol-1.向同溫、同體積的三個(gè)密閉容器中分別充入氣體:(甲) 2mol SO2和1mol O2;(乙) 1mol SO2和0.5mol O2;(丙) 2mol SO3.恒溫、恒容下反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),下列關(guān)系一定正確的是(  )

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

(2012?天津模擬)某;瘜W(xué)興趣小組的同學(xué)分別對(duì)氯氣和氯水的性質(zhì)進(jìn)行探究.
I. 如圖是實(shí)驗(yàn)室制備氯氣并進(jìn)行一系列相關(guān)實(shí)驗(yàn)的裝置(部分夾持設(shè)備已略).

(1)制備氯氣選用的藥品為二氧化錳和濃鹽酸,A中的化學(xué)反應(yīng)方程式為:
MnO2+4HCl(濃)
  △  
.
 
MnCl2+Cl2↑+2H2O
MnO2+4HCl(濃)
  △  
.
 
MnCl2+Cl2↑+2H2O

(2)裝置B中飽和食鹽水的作用是
除去Cl2中的HCl
除去Cl2中的HCl
;同時(shí)裝置B還能監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)C中是否發(fā)生堵塞,請(qǐng)寫(xiě)出發(fā)生堵塞時(shí)B中的現(xiàn)象
B中長(zhǎng)頸漏斗中液面上升
B中長(zhǎng)頸漏斗中液面上升

(3)裝置C的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證氯氣是否具有漂白性,為此C中 I、II、III處最好依次放入
②、④、①
②、④、①
.(填序號(hào))①干燥的有色布條  ②濕潤(rùn)的有色布條  ③堿石灰  ④無(wú)水氯化鈣  ⑤濃硫酸
(4)當(dāng)向D中緩緩?fù)ㄈ胍欢柯葰鈺r(shí),D中溶液逐漸變?yōu)?!--BA-->
色;再打開(kāi)D裝置活塞,將裝置D中少量溶液滴入錐形瓶E中,振蕩,觀察到的現(xiàn)象是
E中溶液分為兩層,上層(苯層)為紫色
E中溶液分為兩層,上層(苯層)為紫色

(5)有人提出,裝置F中可改用足量的飽和NaHSO3溶液吸收余氯,請(qǐng)判斷是否可行
(填“是”或“否”),理由是(用離子反應(yīng)方程式表示):
4HSO3-+Cl2=SO42-+2Cl-+3SO2+2H2O
4HSO3-+Cl2=SO42-+2Cl-+3SO2+2H2O

II.同學(xué)們將純凈的氯氣通入適量水中,即制得氯水,將氯水滴入含有酚酞的NaOH溶液中時(shí)發(fā)現(xiàn)溶液紅色褪去,對(duì)紅色褪去的原因提出兩種假設(shè):
假設(shè)①:Cl2與水反應(yīng)生成有強(qiáng)氧化性的HClO,HClO有漂白作用,使紅色褪去;
假設(shè)②:
可能是H+與OH-中和,導(dǎo)致溶液褪色
可能是H+與OH-中和,導(dǎo)致溶液褪色

請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)①和假設(shè)②哪個(gè)正確?(寫(xiě)出操作、現(xiàn)象及結(jié)論)
取少量褪色溶液于試管中,滴加酚酞顯紅色,假設(shè)①正確(或取少量褪色溶液于試管中,加入適量NaOH溶液顯紅色,假設(shè)②正確)
取少量褪色溶液于試管中,滴加酚酞顯紅色,假設(shè)①正確(或取少量褪色溶液于試管中,加入適量NaOH溶液顯紅色,假設(shè)②正確)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2013屆新課標(biāo)高三配套月考(一)化學(xué)試卷(B卷)(帶解析) 題型:實(shí)驗(yàn)題

[2012·天津卷](14分)信息時(shí)代產(chǎn)生的大量電子垃圾對(duì)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(xiàn)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)出如下制備硫酸銅和硫酸鋁晶體的路線(xiàn):

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)第①步Cu與酸反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______________________________;得到濾渣1的主要成分為_(kāi)__________________。
(2)第②步加H2O2的作用是________________,使用H2O2的優(yōu)點(diǎn)是                 
                    ;調(diào)溶液pH的目的是使          生成沉淀。
(3)用第③步所得CuSO4·5H2O制備無(wú)水CuSO4的方法是                    。
(4)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。
(5)探究小組用滴定法測(cè)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cmol·L1 EDTA(H2Y2)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),平均消耗EDTA溶液bmL。滴定反應(yīng)如下:
Cu2++H2Y2=CuY2+2H+
寫(xiě)出計(jì)算CuSO4·5H2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式w= ________________ ;下列操作會(huì)導(dǎo)致CuSO4·5H2O含量的測(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.未除凈可與EDTA反應(yīng)的干擾離子

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2012-2013學(xué)年新課標(biāo)高三配套月考(一)化學(xué)試卷(B卷)(解析版) 題型:實(shí)驗(yàn)題

[2012·天津卷](14分)信息時(shí)代產(chǎn)生的大量電子垃圾對(duì)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(xiàn)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)出如下制備硫酸銅和硫酸鋁晶體的路線(xiàn):

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)第①步Cu與酸反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______________________________;得到濾渣1的主要成分為_(kāi)__________________。

(2)第②步加H2O2的作用是________________,使用H2O2的優(yōu)點(diǎn)是                  

                     ;調(diào)溶液pH的目的是使           生成沉淀。

(3)用第③步所得CuSO4·5H2O制備無(wú)水CuSO4的方法是                     。

(4)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。

(5)探究小組用滴定法測(cè)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·L1 EDTA(H2Y2)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),平均消耗EDTA溶液bmL。滴定反應(yīng)如下:

Cu2++H2Y2=CuY2+2H+

寫(xiě)出計(jì)算CuSO4·5H2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式w= ________________ ;下列操作會(huì)導(dǎo)致CuSO4·5H2O含量的測(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.未除凈可與EDTA反應(yīng)的干擾離子

 

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