题目内容
信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁.某探究小组将一批废弃的线路板简单处理后,得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物,并设计出制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线:
![](http://thumb.1010pic.com/pic3/upload/images/201309/10/2e574dd7.png)
请回答下列问题:
(1)得到滤渣1的主要成分为
(2)第②步加H2O2的作用是
(3)操作3的名称是
(4)由滤渣2制取Al2(S04)3?18H2O,探究小组设计了三种方案:
![](http://thumb.1010pic.com/pic3/upload/images/201212/88/53c9bb71.png)
上述三种方案中,
![](http://thumb.1010pic.com/pic3/upload/images/201309/10/2e574dd7.png)
请回答下列问题:
(1)得到滤渣1的主要成分为
Au、Pt
Au、Pt
.(2)第②步加H2O2的作用是
将Fe2+氧化为Fe3+
将Fe2+氧化为Fe3+
,使用H2O2的优点是不引入杂质,对环境无污染
不引入杂质,对环境无污染
,调溶液pH的目的是使Fe3+、Al3+
Fe3+、Al3+
生成沉淀.(3)操作3的名称是
蒸发浓缩
蒸发浓缩
、冷却结晶
冷却结晶
、过滤
过滤
.(4)由滤渣2制取Al2(S04)3?18H2O,探究小组设计了三种方案:
![](http://thumb.1010pic.com/pic3/upload/images/201212/88/53c9bb71.png)
上述三种方案中,
甲
甲
方案不可行,原因是所得产品中含有较多Fe2(SO4)3杂质
所得产品中含有较多Fe2(SO4)3杂质
从原子利用率角度考虑,乙
乙
方案更合理.分析:(1)稀硫酸、浓硝酸混合酸后加热,Cu、Al、Fe发生反应生成Cu2+、Al3+、Fe2+;所以滤渣1 的成分是Pt和Au;
(2)过氧化氢具有氧化性且被还原为水,无杂质无污染;可以氧化亚铁离子为铁离子易于沉淀除去,调节溶液PH目的是铁离子和铝离子全部沉淀;第②步加H2O2的作用是把Fe2+氧化为Fe3+,该氧化剂的优点是不引入杂质,产物对环境物污染.调溶液PH的目的是使Fe3+和Al3+形成沉淀.所以滤液2的成分是Cu2+,滤渣2的成分为氢氧化铁和氢氧化铝;
(3)第③步由五水硫酸铜制备硫酸铜的方法应是在蒸发皿中加热脱水,蒸发、浓缩、结晶析出,过滤得到;
(4)依据实验方案过程分析制备晶体中是否含有杂质,使用的试剂作用,原料的利用率,原子利用率因素分析判断;
(2)过氧化氢具有氧化性且被还原为水,无杂质无污染;可以氧化亚铁离子为铁离子易于沉淀除去,调节溶液PH目的是铁离子和铝离子全部沉淀;第②步加H2O2的作用是把Fe2+氧化为Fe3+,该氧化剂的优点是不引入杂质,产物对环境物污染.调溶液PH的目的是使Fe3+和Al3+形成沉淀.所以滤液2的成分是Cu2+,滤渣2的成分为氢氧化铁和氢氧化铝;
(3)第③步由五水硫酸铜制备硫酸铜的方法应是在蒸发皿中加热脱水,蒸发、浓缩、结晶析出,过滤得到;
(4)依据实验方案过程分析制备晶体中是否含有杂质,使用的试剂作用,原料的利用率,原子利用率因素分析判断;
解答:解:(1)稀硫酸、浓硝酸混合酸后加热,Cu、Al、Fe发生反应生成Cu2+、Al3+、Fe2+;Au、Pt和酸不反应,所以滤渣是Au、Pt;
故答案为:Au、Pt;
(2)第②步加H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+;2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,过氧化氢做氧化剂被还原后为水,不引入杂质,对环境无污染;调节溶液PH铁离子和铝离子全部沉淀后过滤得到氢氧化铁、氢氧化铝沉淀和滤液硫酸铜,
故答案为:将Fe2+氧化为Fe3+,不引入杂质,对环境无污染;Fe3+、Al3+;
(3)第③步由五水硫酸铜制备硫酸铜的方法应是在蒸发皿中加热,蒸发、浓缩、结晶析出,过滤得到;
故答案为:蒸发浓缩、结晶析出,过滤;
(4)制备硫酸铝晶体的甲、乙、丙三种方法中,甲方案在滤渣中只加硫酸会生成硫酸铁和硫酸铝,冷却、结晶、过滤得到的硫酸铝晶体中混有大量硫酸铁杂质;
乙方案先在滤渣中加H2SO4,生成Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3,再加Al粉和Fe2(SO4)3生成Al2(SO4)3,蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体;
丙方案先在滤渣中加NaOH和Al(OH)3反应生成NaAlO2,再在滤液中加H2SO4生成Al2(SO4)3,蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体;但从原子利用角度考虑方案乙最合理,因为丙加的NaOH和制备的Al2(SO4)3的原子组成没有关系,造成原子浪费,
所以上述三种方案中:甲方案制得的硫酸铝晶体中混有大量硫酸铁杂质,不可行;从原子利用率和是否产生杂质考虑知,乙方案更合理,
故答案为:甲;所得产品中含有较多Fe2(SO4)3杂质;乙;
故答案为:Au、Pt;
(2)第②步加H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+;2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,过氧化氢做氧化剂被还原后为水,不引入杂质,对环境无污染;调节溶液PH铁离子和铝离子全部沉淀后过滤得到氢氧化铁、氢氧化铝沉淀和滤液硫酸铜,
故答案为:将Fe2+氧化为Fe3+,不引入杂质,对环境无污染;Fe3+、Al3+;
(3)第③步由五水硫酸铜制备硫酸铜的方法应是在蒸发皿中加热,蒸发、浓缩、结晶析出,过滤得到;
故答案为:蒸发浓缩、结晶析出,过滤;
(4)制备硫酸铝晶体的甲、乙、丙三种方法中,甲方案在滤渣中只加硫酸会生成硫酸铁和硫酸铝,冷却、结晶、过滤得到的硫酸铝晶体中混有大量硫酸铁杂质;
乙方案先在滤渣中加H2SO4,生成Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3,再加Al粉和Fe2(SO4)3生成Al2(SO4)3,蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体;
丙方案先在滤渣中加NaOH和Al(OH)3反应生成NaAlO2,再在滤液中加H2SO4生成Al2(SO4)3,蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体;但从原子利用角度考虑方案乙最合理,因为丙加的NaOH和制备的Al2(SO4)3的原子组成没有关系,造成原子浪费,
所以上述三种方案中:甲方案制得的硫酸铝晶体中混有大量硫酸铁杂质,不可行;从原子利用率和是否产生杂质考虑知,乙方案更合理,
故答案为:甲;所得产品中含有较多Fe2(SO4)3杂质;乙;
点评:本题考查制备硫酸铜和硫酸铝晶体的实验设计,明确离子的性质是解答本题关键,题目难度中等.
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
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