题目内容
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，并设计出如图1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与酸反应的所有的离子方程式为 ；得到滤渣1的主要成分为 ．
（2）第②步调溶液pH的目的是 ．
（3）由滤渣2制取Al2（SO4）3?18H2O，探究小组设计了如图2三种方案：
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．
请回答下列问题：
（1）第①步Cu与酸反应的所有的离子方程式为
（2）第②步调溶液pH的目的是
（3）由滤渣2制取Al2（SO4）3?18H2O，探究小组设计了如图2三种方案：
上述三种方案中，
从原子利用率角度考虑，
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用
专题：
分析：（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；
（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）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．
（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）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）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与浓酸反应的离子方程式为：Cu+4H++2NO3-
Cu2++2NO2↑+2H2O、Cu与稀酸反应的离子方程式为：3Cu+8H++2NO3-
3Cu2++2NO↑+4H2O；
故答案为：Cu+4H++2NO3-
Cu2++2NO2↑+2H2O、3Cu+8H++2NO3-
3Cu2++2NO↑+4H2O；Au、Pt；
（2）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：使溶液中的Fe3+、Al3+转化为沉淀；
（3）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；
乙方案先在滤渣中加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；
丙方案先在滤渣中加NaOH和Al（OH）3反应生成NaAlO2，再在滤液中加H2SO4生成Al2（SO4）3，蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体；但从原子利用角度考虑方案乙最合理，因为丙加的NaOH和制备的Al2（SO4）3的原子组成没有关系，造成原子浪费，
所以上述三种方案中：甲方案制得的硫酸铝晶体中混有大量硫酸铁杂质，不可行；从原子利用率和是否产生杂质考虑知，乙方案更合理，
故答案为：甲、丙；甲所得产品中含有较多Fe2（SO4）3杂质，丙中含有硫酸钠杂质；乙．
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故答案为：Cu+4H++2NO3-
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（2）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：使溶液中的Fe3+、Al3+转化为沉淀；
（3）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；
乙方案先在滤渣中加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；
丙方案先在滤渣中加NaOH和Al（OH）3反应生成NaAlO2，再在滤液中加H2SO4生成Al2（SO4）3，蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体；但从原子利用角度考虑方案乙最合理，因为丙加的NaOH和制备的Al2（SO4）3的原子组成没有关系，造成原子浪费，
所以上述三种方案中：甲方案制得的硫酸铝晶体中混有大量硫酸铁杂质，不可行；从原子利用率和是否产生杂质考虑知，乙方案更合理，
故答案为：甲、丙；甲所得产品中含有较多Fe2（SO4）3杂质，丙中含有硫酸钠杂质；乙．
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．
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下列各组中的两种溶液，不用其它试剂就可以鉴别开的是（ ）
①H3PO4，Ba（OH）2 ②FeCl3，NaOH ③NaOH，AlCl3 ④NaAlO2，HCl⑤AgNO3，氨水．
①H3PO4，Ba（OH）2 ②FeCl3，NaOH ③NaOH，AlCl3 ④NaAlO2，HCl⑤AgNO3，氨水．
| A、全部 | B、②③④ |
| C、②③ | D、③④⑤ |
现有NaOH、Na2CO3、Ba（OH）2三种无色溶液，下列哪种试剂能将这三种物质鉴别（ ）
| A、NH4Cl |
| B、H2SO4 |
| C、AgNO3 |
| D、CuCl2 |