Question

某探究小組廢棄的印刷線路板（含Cu、Al少量Au、Pt等金屬的混合物回收Cu并制備硫酸鋁晶體[Al₂（SO₄）₃．18H₂O]，設(shè)計(jì)路線如下：

（1）過濾時(shí)所需要的玻璃儀器有玻璃棒、

 

、

 

．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)需對濾渣2進(jìn)行洗滌，判斷洗滌是否干凈的實(shí)驗(yàn)操作方法是

 

．
（3）為確定加入鐵粉的量，實(shí)驗(yàn)中需測定濾液1中Cu²⁺的量．實(shí)驗(yàn)操作為：除去H₂O₂；準(zhǔn)確量取一定體積濾液1于帶塞錐形瓶中，加水稀釋，調(diào)節(jié)溶液pH=3-4，加入過量KI-淀粉溶液，用Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)．上述過程中反應(yīng)的離子方程式：2Cu²⁺+4I^-=2CuI（白色）↓+I₂，2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-
①滴定管在注入Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液之前，要先用蒸餾水洗凈，再用

 

．
②滴定終點(diǎn)觀察到的現(xiàn)象為

 

．
③若滴定前溶液中的H₂O₂沒有除盡，所測定的Cu²⁺含量將會

 

（填“偏高”、“偏低”或“不變”）
（4）由濾液2制取硫酸鋁晶體，探究小組設(shè)計(jì)了如下二種方案：

①操作③的實(shí)驗(yàn)步驟依次為：蒸發(fā)濃縮：

 

、

 

、洗滌．
②從原子利用率角度考慮，

 

方案更合理．（填“甲”或“乙”）
（5）他們查閱了資料，認(rèn)為通過先氧化、再調(diào)節(jié)溶液pH也可將濾液2中的Fe²⁺除去．下表列出了幾種離子生成氫氧化物沉淀的pH（開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0mol?L^-1計(jì)算）．

	開始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe3+	1.1	3.2
Fe2+	5.8	8.8
Al3+	3.8	5.2

①氧化需加入H₂O₂而不用Cl₂的原因是

 

．
②調(diào)節(jié)溶液pH約為

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)過濾操作所需要的玻璃儀器完成；
（2）根據(jù)檢驗(yàn)洗滌液中是否含有硫酸根離子判斷洗滌是否干凈；
（3）①滴定管用蒸餾水洗完，必須使用裝置液潤洗；
②根據(jù)滴定終點(diǎn)的判斷方法分析；
③根據(jù)雙氧水具有氧化性，能夠氧化碘離子分析對測定結(jié)果的影響；
（4）①可以經(jīng)過加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌操作，獲得Al₂（SO₄）₃?18H₂O晶體；
②從原子利用率角度對甲和乙方案進(jìn)行評價(jià)；
（5）①過氧化氫具有氧化性且被還原為水，無雜質(zhì)無污染；
②根據(jù)表中鐵離子沉淀完全、鋁離子開始沉淀的pH判斷調(diào)節(jié)溶液pH的范圍．

解答：（1）過濾時(shí)所需要的玻璃儀器有：玻璃棒、漏斗和燒杯，
故答案為：漏斗；燒杯；
（2）可以通過檢驗(yàn)洗滌液中是否含有硫酸根離子的方法，判斷濾渣2是否相等干凈，方法為：取最后一次的洗滌液，加入氯化鋇溶液和稀鹽酸無白色沉淀出現(xiàn)，說明洗滌干凈，
故答案為：取最后一次的洗滌液，加入氯化鋇溶液和稀鹽酸無白色沉淀出現(xiàn)，說明洗滌干凈 （或其他合理答案）；
（3）①滴定管在注入Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液之前，要先用蒸餾水洗凈，然后使用Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗2～3次，
故答案為：Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗2～3次；
②滴定終點(diǎn)前溶液為藍(lán)色，滴定結(jié)束時(shí)溶液藍(lán)色褪去，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)藍(lán)色，
故答案為：溶液藍(lán)色恰好褪去（且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)）；
③由于雙氧水能夠氧化碘離子，使溶液中生成的碘單質(zhì)物質(zhì)的量增加，滴定時(shí)消耗的Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液體積增大，導(dǎo)致測定的銅離子含量偏高，
故答案為：偏高；
（4）①濾液2為硫酸鋁溶液，經(jīng)過加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌操作，獲得Al₂（SO₄）₃?18H₂O晶體，
故答案為：冷卻結(jié)晶；過濾； 
②從原子利用率和是否產(chǎn)生雜質(zhì)考慮知，甲方案更合理，
故答案為：甲；
（5）①加H₂O₂的作用是將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，反應(yīng)方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，過氧化氫做氧化劑被還原后為水，不引入雜質(zhì)，對環(huán)境無污染
，而氯氣有毒，能夠污染環(huán)境且反應(yīng)后引進(jìn)了雜質(zhì)氯離子，
故答案為：不引入雜質(zhì)，對環(huán)境無污染；
 ②由表中數(shù)據(jù)可知，鐵離子沉淀完全的pH為3.2，鋁離子開始沉淀的pH為3.8，所以應(yīng)該調(diào)節(jié)溶液的pH范圍為：3.2～3.8，
故答案為：3.2～3.8．

點(diǎn)評：本題考查了制備硫酸鋁晶體[A1₂（SO₄）₃．18H₂O]的方法，題目難度中等，涉及的知識點(diǎn)較多，充分考查了學(xué)生的分析、理解能力和靈活應(yīng)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力．