Question

某�；瘜W(xué)小組的同學(xué)將一批廢棄的線路板簡單處理后，得到含Cu、Al、Fe及少量Au、Pt等金屬的混合物，并設(shè)計了如下制備硫酸銅和硫酸鋁晶體的方案：

金屬離子	開始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe3+	2.2	3.2
Al3+	3.7	4.7
Cu 2+	5.6	6.4

回答下列問題：
①第①步參加反應(yīng)的金屬有

 

．
②第②步加入H₂O₂是因為濾液1中含有

 

離子．使用H₂O₂的優(yōu)點是

 

③用第③步所得CuSO₄?5H₂O制備無水硫酸銅的方法是：

 

．
④請幫助化學(xué)小組的同學(xué)完成由濾渣2制取Al₂（SO₄）₃?18H₂O 的實驗步驟：
（1）取濾渣2，加入足量的

 

，充分反應(yīng)后過濾；
（2）取濾液，加入足量的

 

（填寫試劑的化學(xué)式），然后過濾洗滌；
（3）用適量稀硫酸溶解；
（4）最后經(jīng)過

 

（填寫所需實驗操作的名稱），獲得Al₂（SO₄）₃?18H₂O晶體．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：

分析：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^-

△   .

Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O 或3Cu+8H⁺+2NO₃^-

△   .

3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；第②步加H₂O₂的作用是將Fe²⁺氧化為Fe³⁺；過氧化氫做氧化劑不引入雜質(zhì)，對環(huán)境無污染；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；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（SO₄）₃，蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶、過濾可得硫酸鋁晶體．
①第①步參加反應(yīng)的金屬有銅、鋁、鐵3種；
②濾液1中含有亞鐵離子，加入雙氧水將亞鐵離子氧化成鐵離子，使用雙氧水不引入雜質(zhì)，還原產(chǎn)物是水，對環(huán)境無污染；
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（1）加入足量的氫氧化鈉溶液，使氫氧化鋁溶解生成偏鋁酸鈉；
（2）根據(jù)碳酸的酸性大于氫氧化鋁的酸性，通入二氧化碳置換出氫氧化鋁，然后過濾洗滌得到純凈的氫氧化鋁；
（4）氫氧化鋁用稀硫酸溶解后，再經(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．

解答： 解：①金屬的混合物能夠與稀硫酸、稀硝酸反應(yīng)的金屬有銅、鋁、鐵，故答案為：Cu、Al、Fe；
②由于濾液1中含有亞鐵離子，加入雙氧水將亞鐵離子氧化成鐵離子，使用雙氧水不引入雜質(zhì)，還原產(chǎn)物是水，對環(huán)境無污染，
故答案為：Fe²⁺；不引入雜質(zhì)，還原產(chǎn)物是水，對環(huán)境無污染；
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：控制溫度加熱或灼燒；
④（1）取濾渣2，加入足量的氫氧化鈉溶液，使沉淀中的氫氧化鋁溶解，故答案為：氫氧化鈉溶液；
（2）利用碳酸的酸性大于氫氧化鋁的酸性，通入過量的二氧化碳，可以生成氫氧化鋁沉淀，故答案為：CO₂；
（4）氫氧化鋁用稀硫酸溶解后，再經(jīng)過加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌操作，可以獲得Al₂（SO₄）₃?18H₂O晶體，故答案為：加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌．

點評：本題借助制備硫酸銅和硫酸鋁晶體的實驗設(shè)計，考查了物質(zhì)的分離、實驗設(shè)計、試劑選擇等知識點，明確離子的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，題目難度中等．