Question

【题目】下图是某化学兴趣小组设计的利用电子垃圾(含70% Cu、25% Al、4% Fe及少量Au、Pt)制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：

已知下列信息：Cu可与稀硫酸和H2O2的混合液反应生成硫酸铜；铁、铝、铜等离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Cu(OH)2
开始沉淀	1.1	4.0	5.4
完全沉淀	3.2	5.2	6.7

（1）写出Cu与稀硫酸和H2O2的混合液反应的化学方程式：_________________________________。

（2）在操作Ⅱ中，x的取值范围是____________。

（3）在操作Ⅲ中，蒸发浓缩需要的玻璃仪器有________________。

（4）由滤渣a制取Al2(SO4)3·18H2O，探究小组设计了三种方案：

甲：滤渣a―→H2SO4―→操作Ⅲ―→Al2(SO4)3·18H2O

乙：滤渣a―→H2SO4―→适量Al粉，过滤―→操作Ⅲ―→Al2(SO4)3·18H2O

丙：滤渣a―→NaOH溶液，过滤―→H2SO4―→操作Ⅲ―→Al2(SO4)3·18H2O

综合考虑上述三种方案，最具可行性的是______(填序号)。

（5）为测定CuSO4·5H2O晶体的纯度，进行下列实验：取a g 试样配成100 mL溶液，每次取20.00 mL，消除干扰离子后，用b mol·L－1 EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定其中的Cu2＋(离子方程式为Cu2＋＋H2Y2－===CuY2－＋2H＋)，滴定至终点，平均消耗EDTA溶液12.00 mL(常温时，5%的Na2H2Y水溶液，其pH为4～6)，则CuSO4·5H2O晶体的纯度是________________。

Answer 1

【答案】Cu＋H2O2＋H2SO4=CuSO4＋2H2O5.2≤x＜5.4酒精灯、玻璃棒乙15b/a×100%

【解析】

根据题给信息知，该流程是利用电子垃圾制备硫酸铜和硫酸铝晶体；分析题给流程图知，Cu、Al、Fe、Au、Pt与稀硫酸和H2O2的混合液反应生成硫酸铜、硫酸铝和硫酸铁的混合液，过滤后所得滤渣为Au、Pt；滤液用氢氧化钠溶液调节pH的目的是将铝离子和铁离子转化为氢氧化铝和氢氧化铁沉淀而除去，过滤得硫酸铜溶液，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得硫酸铜晶体。

（1）Cu与稀硫酸和H2O2的混合液反应生成硫酸铜和水，化学方程式为Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O。

（2）在操作Ⅱ中，要使铝离子和铁离子转化为氢氧化铝和氢氧化铁沉淀，根据题给数据知x的取值范围是5.2≤x<5.4。

（3）在操作Ⅲ中，蒸发浓缩需要的玻璃仪器有酒精灯、玻璃棒。

（4）滤渣a为氢氧化铁和氢氧化铝的混合物，利用其制取Al2(SO4)3·18H2O，甲方案制得的产品中含有杂质硫酸铁，丙方案制得的产品中含有杂质硫酸钠，最具可行性的是乙方案。

（5）①根据方程式可知20.00 mL溶液中n（CuSO45H2O）=n（EDTA）=b×12×10-3 mol；所以m（CuSO45H2O）=b×12×10-3 mol×250 g/mol=3b g，因此100 mL溶液中CuSO45H2O的质量为：3b×5=15b g，所以CuSO4·5H2O晶体的纯度为15b/a×100%。