Question

【题目】某兴趣小组用合金铝、铁、铜的废弃合金为原料制取硝酸铜晶体和氢氧化铝并测定氢氧化铝的纯度，设计的主要流程如下：

已知：Fe2+沉淀的pH范围为7.0～9.0；Fe3+沉淀的pH范围为1.9～3.2；Cu2+沉淀的pH范围为4.7～6.7。

（1）写出合金中加入NaOH溶液后所发生的离子反应方程式___，试剂X的名称为__。

（2）加入Z的作用是调节溶液的pH，pH范围应为___；下列可作为试剂z的是___。

a．铜粉 b．氨水 c．氧化铜 d．硫酸铜

（3）实验操作①依次是____、___，过滤洗涤即可得到硝酸铜晶体。

（4）根据流程图内数据计算：滤渣C中氢氧化铝的质量分数为___。（用m、n的代数式表示）

（5）按该流程的操作步骤，氢氧化铝质量分数的测定结果可能性是非常大的，原因有①___；②____。

Answer 1

【答案】2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ 硝酸 3.2≤pH＜4.7 c 蒸发浓缩 降温结晶 滤渣C没有洗涤，混有NaHCO3，煅烧后失重偏大 滤渣C洗涤后未烘干或烘干不达标，混有微量水，煅烧后失重偏大

【解析】

含有铝、铁、铜的废弃合金加入过量氢氧化钠溶液过滤得到滤渣B为Cu、Fe，滤液为NaAlO2溶液，通入过量的二氧化碳生成氢氧化铝和碳酸氢钠溶液；滤渣中加入X生成Y和溶液A，Y通入氧气反应生成X，判断X为HNO3，Y为NO气体，溶液A为Fe（NO3）3，Cu（NO3）2，加入Z调节溶液pH使铁离子沉淀得到滤渣E为Fe（OH）3，滤液通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到硝酸铜晶体；

（1）合金中只有铝与加入NaOH溶液反应，所以离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；

（2）铁离子完全沉淀，而铜离子不能沉淀，所以PH控制在3.2≤pH<4.7，除杂不能引入新的杂质；

（3）从硝酸铜溶液中得到硝酸铜晶体应采用蒸发浓缩、降温结晶、过滤洗涤即可得硝酸铜晶体；

（4）根据差量计量氢氧化铝的质量，然后根据质量分数为：氢氧化铝的质量÷滤渣的总质量×100%，来求解；

（5）可能是碳酸氢钠的溶解度小而析出到滤渣中，或者烘干不到位的因素造成。

（1）合金中只有铝与加入NaOH溶液反应，所以离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑

，由分析可知X是硝酸，故答案为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，硝酸；

（2）铁离子完全沉淀，而铜离子不能沉淀，所以pH控制在3.2≤pH<4.7，除杂不能引入新的杂质，加入铜粉将铁离子还原成亚铁离子，而氨水引入铵根离子，硝酸铜溶液起不到调节pH的作用，所以只能用氧化铜，故答案为：3.2≤pH<4.7；c；

（3）从硝酸铜溶液中得到硝酸铜晶体应采用蒸发浓缩、降温结晶、过滤洗涤即可得硝酸铜晶体，故答案为：蒸发浓缩、降温结晶；

（4）由2Al（OH）3=Al2O3+3H2O可知水的质量为：（m-n）g，所以氢氧化铝的质量为：（78×2）÷(3×18)×(m-n)，所以质量分数为：26（m-n）÷9m

故答案为：；

（5）滤渣C没有洗涤，混有NaHCO3，滤渣C洗涤后未烘干或烘干不达标，故答案为：滤渣C没有洗涤，混有NaHCO3，煅烧后失重偏大；滤渣C洗涤后未烘干或烘干不达标，混有微量水，煅烧后失重偏大。