Question

某探究小组将一批电子废弃物简单处理后，得到含Cu、Al、Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计如下制备硫酸铜晶体和无水氯化铁的方案：

已知：Cu²⁺ + 4NH₃·H₂O＝[Cu(NH₃)₄]²⁺ + 4H₂O
请回答下列问题：
（1）步骤①Cu与酸反应的离子方程式为                                        。
（2）步骤②加H₂O₂的作用是                  ，滤渣2为(填化学式)            。
（3）步骤⑤不能直接加热脱水的理由是                                          。
（4）若滤液1中Cu²⁺的浓度为0．02mol·L^-1，则氢氧化铜开始沉淀时的pH =          
(已知：Ksp[Cu(OH)₂]＝2．0×10^-20)。
（5）已知：2Cu²⁺＋4I^-＝ 2CuI↓＋I₂    I₂＋2S₂O₃^2-＝ 2I^-＋S₄O₆^2-
某同学为了测定CuSO₄·5H₂O产品的质量分数可按如下方法：取3．00g产品，用水溶解后，加入足量的KI溶液，充分反应后过滤、洗涤，将滤液稀释至250mL，取50mL加入淀粉溶液作指示剂，用0．080 mol·L^-1 Na₂S₂O₃标准溶液滴定，达到滴定终点的依据是                                            。
四次平行实验耗去Na₂S₂O₃标准溶液数据如下：

实验序号	1	2	3	4
消耗Na2S2O3标准溶液(mL)	25．00	25．02	26．20	24．98

 
此产品中CuSO₄·5H₂O的质量分数为               。

Answer 1

（1）Cu + 4H⁺ + 2NO₃? = Cu²⁺ +2NO₂↑+ 2H₂O  3Cu+8H⁺+2NO₃?3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O （任写一个给2分）
（2）将Fe²⁺氧化成Fe³⁺ （1分） Fe(OH)₃、Al(OH)₃ （各1分共2分）
（3）FeCl₃易水解：FeCl₃+3H₂O Fe(OH)₃+3HCl，加热能促进FeCl₃的水解，蒸干得不到FeCl₃。（2分）
（4） 5 （2分）
（5）溶液由蓝色褪为无色且半分钟内不恢复原色 （2分）  83．3% （2分）

试题分析：（1）浓硝酸与稀硫酸混合后，可能为浓硝酸也可能为稀硝酸，所以离子方程式为：Cu + 4H⁺ + 2NO₃? = Cu²⁺ +2NO₂↑+ 2H₂O或3Cu+8H⁺+2NO₃?3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O
（2）H₂O₂具有强氧化性，所以H₂O₂的作用是将Fe²⁺氧化成Fe³⁺；加入足量氨水，Fe³⁺、Al³⁺转化为Fe(OH)₃沉淀和Al(OH)₃沉淀，所以滤渣2为Fe(OH)₃、Al(OH)₃。
（3）FeCl₃为强酸弱碱盐，容易发生水解反应：FeCl₃+3H₂O Fe(OH)₃+3HCl，加热能促进FeCl₃的水解，蒸干得不到FeCl₃。
（4）c²（OH?）?c（Cu²⁺）= Ksp[Cu(OH)₂]，代入数据可求出c（OH?）=1．0×10^-9mol?L?¹，pH=-lgc（H⁺）=-lg【Kw÷c（OH?）】=5。
（5）Cu²⁺把I?氧化为I₂，加入淀粉溶液变蓝，用Na₂S₂O₃标准溶液滴定，达到滴定终点时，Na₂S₂O₃与I₂恰好完全反应，所以达到滴定终点的依据是：溶液由蓝色褪为无色且半分钟内不恢复原色；实验3所测数据明显大于其他3组数据，说明实验3出现了实验错误，应舍去，根据其他3组数据求出平均值，根据2Cu²⁺＋4I^-＝ 2CuI↓＋I₂和I₂＋2S₂O₃^2-＝ 2I^-＋S₄O₆^2-可得对应关系：S₂O₃^2- ～ Cu²⁺，所以n（CuSO₄?5H₂O）=n（Cu²⁺）=n（S₂O₃^2- ）=0．080 mol·L^-1 ×（25．00+25．02+24．98）/3L=0．002mol，所以此产品中CuSO₄·5H₂O的质量分数为：0．002mol×250g/mol×5÷3．00g×100%=83．3%