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（H2Y2－）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+ + H2Y2－→ CuY2－ + 2H+。写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式ω＝ __________________ 。
（1）Cu + 4H+ + 2NO3- =Cu2+ + 2NO2↑+ 2H2O或
3Cu + 8H+ + 2 NO3-=3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O（2分）；Au、Pt（1分）
（2）将Fe2+氧化为Fe3+ （1分）   不引入杂质，对环境无污染（1分）；
使Fe3+、Al3+沉淀除去（2分）
（3）加热滤液2，经过蒸发、冷却、 结晶、过滤 ，最终制得硫酸铜晶体（2分）
（4）甲   ，所得产品中含有较多Fe2(SO4)3杂质；   乙 （各1分，共3分）
（5） × 100%    （2分）

试题分析：（1）Cu与混酸反应的实质是与H+、NO3-反应，随反应进行离子浓度逐渐减小，所以离子方程式为Cu + 4H+ + 2NO3- =Cu2+ + 2NO2↑+ 2H2O，3Cu + 8H+ + 2 NO3-=3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O，Au、Pt不与混酸反应，所以滤渣的主要成分是Au、Pt；
（2）加过氧化氢的目的是把亚铁离子氧化成铁离子，方便除去；而且加入过氧化氢不会引入新的杂质且无污染；调节溶液的pH目的是使Fe3+、Al3+沉淀除去
（3）由滤液2得到CuSO4·5H2O的方法是把滤液蒸发得浓溶液再冷却结晶，过滤得硫酸铜晶体
（4）甲方案不可行，因为滤渣2的主要成分是Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀，加入硫酸沉淀全部溶解使制得的产品中含有较多Fe2(SO4)3杂质； 从原子利用率角度分析，乙方案更合理，不仅能除去硫酸铁，同时增加了硫酸铝的量，原子利用率较高
（5）由滴定反应方程式得100ml溶液中n（Cu2+）=b×10-3×a×5mol,所以CuSO4·5H2O质量分数= b×10-3×a×5×250/a×100%
练习册系列答案
相关题目
工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质）为原料冶炼铝的工艺流程如图：
下列叙述不正确的是（　　）
A．反应②的化学方程式为NaAlO2+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+NaHCO3
B．反应①、过滤后所得沉淀为Fe2O3
C．图中所示转化反应都不是氧化还原反应
D．试剂X可以是氢氧化钠溶液
铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝：

下列说法中错误的是(  )
A．①②中除加试剂外，还需要进行过滤操作
B．a、b中铝元素的化合价相同
C．③中需要通入过量的氨气
D．④进行的操作是加热，而且d一定是氧化铝
取x g铜镁合金完全溶于浓硝酸中，反应过程中硝酸被还原只产生8960 mL的NO2气体和672 mL的N2O4气体(都已折算到标准状态)，在反应后的溶液中加足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀质量为17.02 g。下列判断不正确的是(　　)
A．参加反应的硝酸是0.92 mol
B．合金中镁的质量5.9 g
C．反应过程中转移的电子数为0.46 mol
D．合金中含有铜0.092 mol
江苏省东海县矿产丰富，除了水晶制品名扬天下外，蛭石、蛇纹石等矿石储量大，品位高，其相关的耐火、保温隔热材料(主要成分为MgO、Al2O3)工业也较发达。某中学化学探究小组通过查阅相关资料，对蛭石的组成进行了实验探究。
Ⅰ.相关资料：①蛭石的成分可看成是由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成；
②氢氧化物开始沉淀及沉淀完全时的pH：
氢氧化物
Fe(OH)3
Mg(OH)2
Al(OH)3
沉淀的pH范围
1.5～4.1
9.4～12.4
3.3～5.2
 
Ⅱ.相关实验：

Ⅲ.实验数据：
①矿石样品质量为：8.22 g
②实验过程中得到固体的质量：A—2.40 g、D—2.14 g、F—1.56 g
③每次转化所得固体成分只有一种
请你根据以上内容和中学化学知识回答以下问题：
(1)过滤操作需要的玻璃仪器有：_____________________________________。
(2)写出由D制一种红色颜料的化学方程式：_____________________________________。
(3)工业上的耐火材料通常由F及滤液E进一步转化而成，请你根据滤液E中可能含有的成分，设计一个从滤液E制取耐火材料的实验方法：__________________________。
(4)滤液B与NaOH溶液反应时，应控制溶液的pH在7～8之间，这是因为_______________________________________________________。
(5)通过计算，写出用氧化物的形式表示蛭石组成的化学式：___________________________。
金属材料在人类生产生活中有着重要的应用，但人们使用更多的不是纯金属，而是合金。
（1）快中子反应堆的热交换剂用的是钠钾合金，其常温下是         态（填气、液、固）。把钠的物质的量分数为20%的0.2mol的此合金安全地加入到重水（D2O）中，产生的气体物质所含的中子数为            。
（2）镁铝合金是经常见到的轻质合金。剪一块合金在空气中燃烧，除生成MgO和Al2O3外，最有可能生成的第三种物质的电子式是           。当一块5.1g的镁铝合金薄片溶于3.6 mol·L-1的200ml 的硫酸溶液中，至少需加入1 mol·L-1的氢氧化钠溶液的体积             mL至沉淀质量不再改变，如整个过程中有0.5mol 的电子发生转移，则合金中Mg的物质的量分数为     。
（3）①有一种铜的合金即黄铜（可看作是Cu和Zn），可分别用酸溶法或碱溶法来分离该两种金属，其中把该合金投入到稀盐酸中，发现产生气泡的速度比用锌与盐酸反应制氢气的速度快，其原因是                                       。
②为分析某铜合金的成分，用酸将其完全溶解后，用NaOH溶液调pH，当pH＝3.4时开始出现沉淀，分别在pH为7.0、8.0时过滤沉淀。结合下图信息推断该合金中除铜外一定含有       。
Al、Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是（　　）
A．两者对应的氧化物均为碱性氧化物
B．两者的单质都能与稀硫酸反应产生氢气
C．常温条件下，两种金属都能溶解于浓硝酸中
D．制备AlCl3、CuCl2，均不能采用将其溶液直接蒸干的方法
下列有关物质应用的说法中不正确的是(   )
A．碳酸钠用于治疗胃溃疡病人的胃酸过多症
B．Na2O2用作呼吸面具的供氧剂
C．明矾用于净化生活用水
D．Fe2O3用于制作红色染料
Na、Al、Fe、Cu是中学化学中重要的金属元素，它们的单质及其化合物之间有很多转化关系，如通常所说的“铁三角”、“铝三角”等。下表所列物质不能按如图(“→”表示一步完成)关系相互转化的是

选项
A
B
C
D
A
Na
Al
Fe
Cu
B
NaOH
Al2O3
FeCl3
CuSO4
C
NaCl
Al(OH)3
FeCl2
CuCl2

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