Question

18．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）工业上冶铁的主要方法为热还原法．
（2）第②步加H₂O₂的作用是将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，使用H₂O₂的优点是不引入杂质，对环境无污染；
（3）调溶液pH的目的是使Fe³⁺、Al³⁺生成沉淀．
（4）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，甲方案不可行，原因是甲方案得到的硫酸铝晶体中混有大量硫酸铁杂质．

Answer 1

分析 （1）工业上主要用热还原法来炼铁；
（2）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；
（3）调溶液PH的目的是使Fe³⁺和Al³⁺形成沉淀；
（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）工业上主要用热还原法来炼铁，故答案为：热还原法；
（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，故答案为：将Fe²⁺氧化为Fe³⁺；不引入杂质，对环境无污染；
（3）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：Fe³⁺、Al³⁺；
（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，故不合理，故答案为：甲方案得到的硫酸铝晶体中混有大量硫酸铁杂质；

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．