Question

（18分）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“变废为宝”学生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，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：

请回答下列问题：

⑴ 第①步Cu与酸反应的离子方程为____________________________________；

得到滤渣1的主要成分为___________________。

⑵ 第②步加H₂O₂的作用是___________________________________________，使用H₂O₂的优点是________________________；调溶液pH的目的是使__________________生成沉淀。

⑶ 用第③步所得CuSO₄·5H₂O制备无水CuSO₄的方法是_____________________________。

⑷ 由滤渣2制取Al₂(SO₄)₃·18H₂O ，探究小组设计了三种方案：

上述三种方案中，_________________方案不可行，原因是_____________________________；

从原子利用率角度考虑，___________方案更合理。

⑸ 探究小组用滴定法测定CuSO₄·5H₂O （Mr＝250）含量。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c mol L^-1 EDTA（H₂Y^2－）标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液b mL。滴定反应如下：

Cu²⁺ + H₂Y^2－ ＝ CuY^2－ + 2H⁺

写出计算CuSO₄·5H₂O质量分数的表达式ω＝ _____________________________ ；

下列操作会导致CuSO₄·5H₂O含量的测定结果偏高的是_____________。

a．未干燥锥形瓶

b．滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡

c．未除净可与EDTA反应的干扰离子

 

Answer 1

【答案】

：（1）Cu+2NO₃^-+4H⁺Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；3Cu+2NO₃^-+8H⁺ 3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；Au、Pt；（2）将Fe²⁺氧化为Fe³⁺；不引入杂质，对环境无污染；Fe³⁺、Al³⁺；（3）加热脱水；（4）甲；所得产品中含有较多的Fe₂(SO₄)₃杂质；乙；（5）；c。

【解析】：将金属混合物处理时，（1）铜和浓硝酸、稀硫酸的混合酸，开始发生：Cu+2NO₃^-+4H⁺Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O，最后发生：3Cu+2NO₃^-+8H⁺ 3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；金属混合物中只有Au和Pt不溶于硝酸，其是滤渣的主要成分；（2）第②步加入过氧化氢的目的是将Fe²⁺氧化为Fe³⁺；过氧化氢氧化亚铁离子时生成的是铁离子和水，不引入杂质，对环境无污染；调整pH值，使溶液中的Fe³⁺、Al³⁺转化为沉淀；（3）用第③步中所得的五水硫酸铜制取无水硫酸铜的方法是加热脱水；（4）滤渣2的主要成分是氢氧化铁和氢氧化铝，以此为基础分析该探究小组设计的三种方法，其中方案甲中制得产品中一定含有较多的Fe₂(SO₄)₃杂质；方案乙和丙中，从原子利用的角度考虑，乙方案最合理；（5）根据探究小组的方案，可知计算五水硫酸铜质量分数的表达式为：；滴定过程中，未干燥锥形瓶，对结果无影响，排除a；滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡，造成消耗EDTA的读数偏小，测定结果偏低，排除b；未除净干扰离子，造成EDTA消耗偏多，测定结果偏高，选c。

考点定位：此题以硫酸铜和硫酸铝的制备为载体，综合考查了离子方程式的书写、试剂的选择、实验方案的选择、计算结果的求算等知识。