Question

13．某化学兴趣探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含Cu（70%）、Al（25%）、Fe（4%）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）在金属混合物与酸的反应中，表现氧化性的离子为NO₃^-；得到滤渣1的主要成分为Au、Pt．
（2）第②步加H₂O₂后发生反应的离子方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
通过加入NaOH调节溶液的pH，其目的是使Al³⁺、Fe³⁺转化为沉淀；
（3）通过操作Ⅱ可以由滤渣2制取Al₂（SO₄）₃•18H₂O．下列是操作Ⅱ的一种实验方案．

实验中：试剂1是H₂SO₄，试剂2是Al．（填化学式）

Answer 1

分析 Cu、Fe、Al、Au的混合物中加入硫酸和浓硝酸的混合物溶解，可以得到滤液1为铁盐、铝盐、铜盐溶液，滤渣1为Au、Pt，向滤液1中加入双氧水和氢氧化钠，加H₂O₂的作用是把Fe²⁺氧化为Fe³⁺，结合沉淀的pH可知，调节pH为＜4，过滤分离出氢氧化铁，再调节pH为5左右，过滤得滤液2为硫酸铜溶液，滤渣2为Al（OH）₃，加硫酸溶解后结晶得到晶体，
（1）在金属混合物与酸的反应中，硝酸充当氧化剂，根据上面的分析可知滤渣1的成份；
（2）过氧化氢具有氧化性且被还原为水，无杂质无污染；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；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．调溶液PH的目的是使Fe³⁺和Al³⁺形成沉淀．所以滤液2的成分是Cu2+，滤渣2的成分为氢氧化铁和氢氧化铝；
（3）滤渣2含有氢氧化铁、氢氧化铝，加入硫酸后再加入铝可除杂铁，蒸发结晶可得到硫酸铝晶体．

解答 解：Cu、Fe、Al、Au的混合物中加入硫酸和浓硝酸的混合物溶解，可以得到滤液1为铁盐、铝盐、铜盐溶液，滤渣1为Au、Pt，向滤液1中加入双氧水和氢氧化钠，加H₂O₂的作用是把Fe²⁺氧化为Fe³⁺，结合沉淀的pH可知，调节pH为＜4，过滤分离出氢氧化铁，再调节pH为5左右，过滤得滤液2为硫酸铜溶液，滤渣2为Al（OH）₃，加硫酸溶解后结晶得到晶体，
（1）在金属混合物与酸的反应中，硝酸充当氧化剂，根据上面的分析可知滤渣1为Au、Pt，故答案为：NO₃^-；Au、Pt；
（2）第②步加H₂O₂是为了将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，反应的离子方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，滤液1为铁盐、铝盐溶液，加入过量NaOH溶液，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：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；使Al³⁺、Fe³⁺转化为沉淀；
（3）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，
故答案为：H₂SO₄；Al．

点评 本题考查物质的制备实验，为高频考点，把握制备实验流程及物质组成、性质、发生的反应为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，题目难度中等．