Question

(10分)下图是某化学兴趣小组设计的利用电子垃圾(含70％Cu、25％Al、4％Fe及少量Au、Pt)制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：

已知下列信息：Cu可与稀硫酸和H2O2的混合液反应生成硫酸铜；铁、铝、铜等离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表：

请回答下列问题：

（1）写出Cu与稀硫酸和H2O2的混合液反应的化学方程式______________。

（2）在操作II中，x的取值范围是___________________。

（3）在操作III中，蒸发浓缩需要的玻璃仪器有______________________________________。

（4）由滤渣a制取Al2（SO4）3?18H2O，探究小组设计了三种方案：

综合考虑上述三种方案，最具可行性的是___________（填序号）。

（5）为测定CuSO4?5H2O晶体的纯度，进行下列实验：取a g 试样配成100mL溶液，每次取20.00mL，消除干扰离子后，用b mol/LEDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定其中的Cu2＋（离子方程式为Cu2++H2Y2-＝CuY2-+2H+），滴定至终点，平均消耗EDTA溶液12.00mL，CuSO4?5H2O晶体的纯度是_________。

 

Answer 1

（1）Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O（2分） （2）[5.2，5.4) （2分）

（3）玻璃棒 酒精灯 （烧杯）（2分） （4）乙 （2分） （5）15b/a×100%（2分）

【解析】

试题分析：（1）双氧水具有氧化性，在稀硫酸溶液中将铜氧化为硫酸铜，方程式为Cu+H2O2+H2SO4＝CuSO4+2H2O。

（2）依据图表数据分析可知，溶液pH调节为5.2～5.4，使Fe3+和Al3+形成沉淀，铜离子不沉淀。

（3）蒸发浓缩需要的玻璃仪器是玻璃棒、酒精灯（烧杯）。

（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，方法不可行；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更合理，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；

（5）取a g试样配成100mL溶液，每次取20.00mL，消除干扰离子后，用b mol?L-1 EDTA（H2Y2-）标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液12mL．滴定反应如下：Cu2++H2Y2-=CuY2-+2H+。铜离子物质的量和标准液物质的量相同=bmol/L×0.012L=0.012bmol；依据元素守恒得到：则20ml溶液中含有的CuSO4?5H2O物质的量为0.012bmol；100ml溶液中含0.012bmol×5=0.06bmol；所以CuSO4?5H2O质量分数的表达式=×100%＝×100%。

考点：考查离子分离的方法，实验设计，仪器和试剂选择，中和滴定的简单计算等