Question

信息时代给人们的生活带来了极大的便利，但同时也产生了大量的电子垃圾．某化学兴趣小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到了主要含Cu、Al及少量Fe、Au等金属的混合物，并设计了如下制备硫酸铜晶体和硫酸铝晶体的路线：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表

沉淀物	Fe（OH）3	Al（OH）3	Cu（OH）2
开始沉淀	1.1	4.0	5.4
完全沉淀	3.2	5.2	6.7

（1）过滤操作中用到的玻璃仪器有

 

．
（2）Cu可溶于稀硫酸与H₂O₂的混合溶液，其离子方程式是

 

．
（3）滤渣a的主要成分是

 

．
（4）步骤③中X的取值范围是

 

．
（5）假设制得的CuSO₄?5H₂O中只含Na₂SO₄杂质，若用该样品进行“硫酸铜晶体结晶水含量的测定”实验，测得结晶水含量

 

（填“偏低”、“偏高”或“无影响”）．乙同学取1.280g该样品，加热至恒重称得质量变为0.830g，则此样品的纯度为

 

．（用小数表示，保留三位有效数字）

Answer 1

考点：铜金属及其重要化合物的主要性质,铝的化学性质,铁的化学性质,物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：几种重要的金属及其化合物

分析：（1）过滤操作用到的仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒；
（2）铜被双氧水氧化成铜离子，Cu+H₂O₂+2H⁺→Cu²⁺+2H₂O；
（3）Cu、Al及少量Fe、Au等金属的混合物，其中铜、铝、铁都发生反应而溶解，Au化学性质稳定，成为滤渣a的主要成分；
（4）滤渣c是氢氧化铝，根据部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH表，选择使氢氧化铝沉淀完全且氢氧化铜不沉淀的PH；
（5）由于含有硫酸钠杂质，加热后质量减少数值偏小，结晶水含量偏低；根据质量差计算出结晶水的质量，再计算出样品中含有的硫酸铜晶体的质量和纯度．

解答： 解：（1）过滤是化学实验中经常用到的实验操作．过滤操作中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗；
故答案为：烧杯、漏斗、玻璃棒；
（2）Cu可溶于稀硫酸与H₂O₂的混合溶液，铜被氧化成铜离子，双氧水生成水，根据化合价升降相等配平，反应的离子方程式是：Cu+H₂O₂+2H⁺→Cu²⁺+2H₂O；
故答案为：Cu+H₂O₂+2H⁺═Cu²⁺+2H₂O；
（3）由于Cu、Al、Fe都因反应溶解于溶液中，剩下Au不反应，过滤到了滤渣a中；
故答案为：Au；
（4）加入氢氧化钠溶液调节PH=x，目的是生成氢氧化铝沉淀，氢氧化铝开始沉淀PH=4，沉淀完全PH=5.2，氢氧化铜开始沉淀PH=5.4，所以选择的PH范围是：5.2≤X＜5.4；
故答案为：5.2≤X＜5.4；
（5）含有硫酸钠杂质，利用质量差求出的结晶水的质量减少，结晶水含量偏低；
结晶水的质量是：1.280g-0.830g=0.45g，n（H₂O）=

0.45g

18g?mol-1

=0.025mol，n（CuSO₄）=

1

5

×0.025mol=0.005mol，
样品的纯度为：

0.005mol×250g?mol-1

1.280g

=0.977；
故答案为：0.977．

点评：本题考查金属混合物的分离和提纯，关键是提取题中的信息，根据所学知识完成，本题难度中等．