Question

[2012·天津卷]（14分）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“變廢為寶”學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：

（1）第①步Cu與酸反應的離子方程式為_______________________________；得到濾渣1的主要成分為___________________。

（2）第②步加H₂O₂的作用是________________，使用H₂O₂的優(yōu)點是                  

                     ；調溶液pH的目的是使           生成沉淀。

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

（4）由濾渣2制取Al₂(SO₄)₃·18H₂O ，探究小組設計了三種方案：

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。

（5）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bmL。滴定反應如下：

Cu²⁺＋H₂Y^2－＝CuY^2－＋2H⁺

寫出計算CuSO₄·5H₂O質量分數(shù)的表達式w＝ ________________ ；下列操作會導致CuSO₄·5H₂O含量的測定結果偏高的是_____________。

a．未干燥錐形瓶   

b．滴定終點時滴定管尖嘴中產生氣泡   

c．未除凈可與EDTA反應的干擾離子

 

Answer 1

【答案】

（14分）（1）Cu＋4H^＋＋2NO₃^－Cu^2＋＋2NO₂↑＋2H₂O或

3Cu＋8H^＋＋2NO₃^－3Cu^2＋＋2NO↑＋4H₂O　   Au、Pt

（2）將Fe^2＋氧化為Fe^3＋　不引入雜質，對環(huán)境無污染　    Fe^3＋、Al^3＋

（3）加熱脫水

（4）甲　所得產品中含有較多Fe₂(SO₄)₃雜質　乙

（5）×100%　 c

【解析】（1）Cu與混酸反應的離子方程式為：Cu＋4H^＋＋2NO₃^－Cu^2＋＋2NO₂↑＋2H₂O (氫離子濃度較大時相當于Cu與濃HNO₃反應)或3Cu＋8H^＋＋2NO₃^－3Cu^2＋＋2NO↑＋4H₂O(氫離子濃度不很大時相當于Cu與稀HNO₃反應)；Au、Pt不溶于酸，以濾渣形式被過濾出來。

（2）結合流程中濾液2和濾渣2得到產品可知調節(jié)pH的目的是使Al^3＋、Fe^3＋均轉化為沉淀進入濾渣2中。

（3）由膽礬制取無水硫酸銅可直接加熱脫水即可。

（4）因濾渣2中含有Fe(OH)₃沉淀，甲方案沒有除去酸浸時產生的Fe^3＋，使制得晶體中含有大量雜質Fe₂(SO₄)₃，故甲方案不可��；方案乙中用鋁與Fe^3＋反應，產品中生成的含鋁化合物增多，原子利用率高；丙中消耗的酸、堿多，原子利用率低。

（5）a g樣品中含有m(CuSO₄·5H₂O)＝(10^－3×b L×c mol/L)×250 g·mol^－1×，故a g樣品中CuSO₄·5H₂O的質量分數(shù)為：×100%；未干燥錐形瓶對測定結果無影響，滴定終點時滴定管尖嘴中產生氣泡使讀取的消耗EDTA的體積減少，從而導致測定結果偏小，未除凈與EDTA反應的干擾離子將使消耗EDTA體積變大導致測定結果偏高。