题目内容
为了降低电子垃圾对环境构成的影响,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:
(1)第①步Cu与混酸反应的离子方程式为______.得到滤渣1的主要成分为______.
(2)第②步中加入H2O2的作用是______,使用H2O2的优点是______;调溶液pH的目的是______.
(3)简述第③步由滤液2得到CuSO4?5H2O的方法是______.
(4)由滤渣2制取Al2(SO4)3?18H2O,设计了以下三种方案:
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.
(5)用滴定法测定CuSO4?5H2O含量.取ag试样配成100mL溶液,每次取20.00mL,消除干扰离子后,用
cmol/LEDTA(H2Y2-)标准溶液滴定至终点,平均消耗EDTA溶液bmL.滴定反应如下:
Cu2++H2Y2-→CuY2-+2H+.写出计算CuSO4?5H2O质量分数的表达式ω=______.
(1)第①步Cu与混酸反应的离子方程式为______.得到滤渣1的主要成分为______.
(2)第②步中加入H2O2的作用是______,使用H2O2的优点是______;调溶液pH的目的是______.
(3)简述第③步由滤液2得到CuSO4?5H2O的方法是______.
(4)由滤渣2制取Al2(SO4)3?18H2O,设计了以下三种方案:
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.
(5)用滴定法测定CuSO4?5H2O含量.取ag试样配成100mL溶液,每次取20.00mL,消除干扰离子后,用
cmol/LEDTA(H2Y2-)标准溶液滴定至终点,平均消耗EDTA溶液bmL.滴定反应如下:
Cu2++H2Y2-→CuY2-+2H+.写出计算CuSO4?5H2O质量分数的表达式ω=______.
(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,滤液1中的离子是Cu2+、Al3+、Fe2+;第①步Cu与酸反应的离子方程式为:Cu+4H++2NO3-
Cu2++2NO2↑+2H2O 或3Cu+8H++2NO3-
3Cu2++2NO↑+4H2O,Au、Pt和酸不反应,所以是滤渣;
故答案为:Cu+4H++2NO3-
Cu2++2NO2↑+2H2O 或3Cu+8H++2NO3-
3Cu2++2NO↑+4H2O,Au、Pt;
(2)第②步加H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+,过氧化氢做氧化剂不引入杂质,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;使Fe3+、Al3+沉淀除去;
(3)第③步由五水硫酸铜制备硫酸铜的方法应是在坩埚中加热脱水,经过蒸发、冷却、结晶、过滤,最终制得硫酸铜晶体;
故答案为:加热滤液2,经过蒸发、冷却、结晶、过滤,最终制得硫酸铜晶体;
(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,方法不可行;乙和丙方法均可行;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更合理,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,
所以从原子利用率和是否产生杂质考虑知,乙更合理,
故答案为:甲;所得产品中含有较多Fe2(SO4)3杂质;乙.
(5)取a g试样配成100mL溶液,每次取20.00mL,消除干扰离子后,用c mol?L-1 EDTA(H2Y2-)标准溶液滴定至终点,平均消耗EDTA溶液bmL.滴定反应如下:Cu2++H2Y2-=CuY2-+2H+
铜离子物质的量和标准液物质的量相同,则20mL溶液中铜离子的物质的量=cmol/L×b×10-3L=bc×10-3mol;
则ag样品中CuSO4?5H2O的质量=c×b×10-3mol×250g/mol×5,所以CuSO4?5H2O质量分数的表达式=
×100%.
故答案为:
×100%.
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故答案为:Cu+4H++2NO3-
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(2)第②步加H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+,过氧化氢做氧化剂不引入杂质,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;使Fe3+、Al3+沉淀除去;
(3)第③步由五水硫酸铜制备硫酸铜的方法应是在坩埚中加热脱水,经过蒸发、冷却、结晶、过滤,最终制得硫酸铜晶体;
故答案为:加热滤液2,经过蒸发、冷却、结晶、过滤,最终制得硫酸铜晶体;
(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,方法不可行;乙和丙方法均可行;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更合理,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,
所以从原子利用率和是否产生杂质考虑知,乙更合理,
故答案为:甲;所得产品中含有较多Fe2(SO4)3杂质;乙.
(5)取a g试样配成100mL溶液,每次取20.00mL,消除干扰离子后,用c mol?L-1 EDTA(H2Y2-)标准溶液滴定至终点,平均消耗EDTA溶液bmL.滴定反应如下:Cu2++H2Y2-=CuY2-+2H+
铜离子物质的量和标准液物质的量相同,则20mL溶液中铜离子的物质的量=cmol/L×b×10-3L=bc×10-3mol;
则ag样品中CuSO4?5H2O的质量=c×b×10-3mol×250g/mol×5,所以CuSO4?5H2O质量分数的表达式=
c×b×10-3×250×5 |
a |
故答案为:
c×b×10-3×250×5 |
a |
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