Question

【题目】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：

(1)第①步Cu与酸反应的离子方程式为__________________；得到滤渣1的主要成分为______（写化学式）。

(2)第②步加H2O2的作用是______________________（用离子方程式表示）；使用H2O2的优点是____________；调溶液pH的目的是使____________生成沉淀。

(3)用第③步所得CuSO4·5H2O制备无水CuSO4的方法是______________。

Answer 1

【答案】Cu＋4H＋＋2NO3—Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O或3Cu＋8H＋＋2NO3—3Cu2＋＋2NO↑＋4H2OAu、Pt2H+＋2Fe2+＋H2O2＝2Fe3+＋2H2O不引入杂质，对环境无污染Fe3＋、Al3＋加热脱水

【解析】

(1)金属混合物加入稀硫酸、浓硝酸混合酸后加热,Cu、Al、Fe发生反应，而Au、Pt不反应；

(2)过氧化氢为绿色强氧化剂，且被还原为水,无杂质无污染；过氧化氢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；

(3)在坩埚中给晶体加热脱水；

(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与混酸反应的离子方程式为：Cu＋4H＋＋2NO3—Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O或3Cu＋8H＋＋2NO3—3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；综上所述，本题答案是：Cu＋4H＋＋2NO3—Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O或3Cu＋8H＋＋2NO3—3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；Pt和Au。

(2)第②步加H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+，离子方程式为：2H+＋2Fe2+＋H2O2＝2Fe3+＋2H2O；使用H2O2的优点是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使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；综上所述，本题答案：2H+＋2Fe2+＋H2O2＝2Fe3+＋2H2O ；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坩埚中加热脱水；综上所述，本题答案是：加热脱水。