Question

某校化学小组的同学将一批废弃的线路板简单处理后，得到含Cu、Al、Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计了如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的方案：

回答下列问题：
（1）第①步参加反应的金属有

3

种．
（2）第②步加入H₂O₂是因为滤液1中含有

Fe²⁺

离子．使用H₂O₂的优点是

滤液1中含有亚铁离子，加入双氧水将亚铁离子氧化成铁离子，使用双氧水不引入杂质，还原产物是水，对环境无污染

．
（3）用第③步所得CuSO₄?5H₂O制备无水硫酸铜的方法是：

控制温度加热或灼烧

．
（4）请帮助化学小组的同学完成由滤渣2制取Al₂（SO₄）₃?18H₂O 的实验步骤：
①取滤渣2，加入足量的

氢氧化钠溶液

，充分反应后过滤；
②取滤液，加入足量的

CO₂

（填写试剂的化学式），然后

过滤洗涤

（填写所需实验操作的名称）；
③用适量稀硫酸溶解；
④最后经过

加热蒸发、冷却结晶、过滤洗涤

（填写所需实验操作的名称），获得Al₂（SO₄）₃?18H₂O晶体．
（5）第③步所得CuSO₄?5H₂O含有可溶性杂质Na₂SO₄．为了用重量法测定CuSO₄?5H₂O的纯度，选用BaCl₂（aq）和其他必要的试剂，请列出必须测定的物理量

m（试样）、m（恒重后的BaSO₄）

．

Answer 1

分析：（1）第①步参加反应的金属有铜、铝、铁3种；
（2）滤液1中含有亚铁离子，加入双氧水将亚铁离子氧化成铁离子，使用双氧水不引入杂质，还原产物是水，对环境无污染；
（3）第③步由五水硫酸铜制备硫酸铜的方法应是在坩埚中加热脱水；
（4）①加入足量的氢氧化钠溶液，使氢氧化铝溶解生成偏铝酸钠；
②根据碳酸的酸性大于氢氧化铝的酸性，通入二氧化碳置换出氢氧化铝，然后过滤洗涤得到纯净的氢氧化铝；
④氢氧化铝用稀硫酸溶解后，再经过加热蒸发、冷却结晶、过滤洗涤操作，获得Al₂（SO₄）₃?18H₂O晶体；
（5）需要知道样品的质量和生成的硫酸钡沉淀的质量，就可以计算出CuSO₄?5H₂O的纯度．

解答：解：（1）金属的混合物能够与稀硫酸、稀硝酸反应的金属有铜、铝、铁，所以有3种，
故答案为：3；
（2）由于滤液1中含有亚铁离子，加入双氧水将亚铁离子氧化成铁离子，使用双氧水不引入杂质，还原产物是水，对环境无污染，
故答案为：Fe²⁺；不引入杂质，还原产物是水，对环境无污染；
（3）第③步由五水硫酸铜制备硫酸铜的方法应是在坩埚中加热脱水；
故答案为：控制温度加热或灼烧；
（4）①取滤渣2，加入足量的氢氧化钠溶液，使沉淀中的氢氧化铝溶解，
故答案为：氢氧化钠溶液；
②利用碳酸的酸性大于氢氧化铝的酸性，通入过量的二氧化碳，可以生成氢氧化铝沉淀；再经过过滤、洗涤，得到纯净的氢氧化铝，
故答案为：CO₂，过滤洗涤；
④氢氧化铝用稀硫酸溶解后，再经过加热蒸发、冷却结晶、过滤洗涤操作，可以获得Al₂（SO₄）₃?18H₂O晶体，
故答案为：加热蒸发、冷却结晶、过滤洗涤；
（5）计算CuSO₄?5H₂O的纯度，需要知道样品的质量和生成的硫酸钡沉淀的质量，
故答案为：m（试样）、m（恒重后的BaSO₄）．

点评：本题借助制备硫酸铜和硫酸铝晶体的实验设计，考查了物质的分离、实验设计、试剂选择等知识点，明确离子的性质是解本题关键，题目难度中等．