Question

(12分)某探究小組將一批廢棄的線路板簡單處理后，得到含70％Cu、25％Al、4％Fe及少量Au、Pt等金屬的混合物，并設計出如下制備硫酸銅和硫酸鋁晶體的路線：

請回答下列問題：

⑴ 第①步Cu與酸反應的離子方程式______________ 。

⑵ 第②步加H₂O₂的作用是_______________；調溶液pH的目的是使____________生成沉淀。

⑶ 用第③步所得CuSO₄·5H₂O制備無水CuSO₄的方法是______________。

⑷ 由濾渣2制取Al₂(SO₄)₃·18H₂O ，探究小組設計了三種方案：

上述三種方案中，_______方案不可行，原因是_____________________________；

從原子利用率角度考慮，___________方案更合理。

⑸ 探究小組用滴定法測定CuSO₄·5H₂O含量。取a g試樣配成100 mL溶液，每次取20.00 mL，消除干擾離子后，用c mol /L  EDTA（H₂Y^2－）標準溶液滴定至終點，平均消耗EDTA溶液6 mL。滴定反應如下：Cu²⁺ + H₂Y^2－ ＝ CuY^2－ + 2H⁺

寫出計算CuSO₄·5H₂O質量分數的表達式ω＝ _____________________________ ；

下列操作會導致CuSO₄·5H₂O含量的測定結果偏高的是_____________。

a．未干燥錐形瓶   

b．滴定終點時滴定管尖嘴中產生氣泡   

c．未除凈可與EDTA反應的干擾離子

 

Answer 1

【答案】

（12分）答案：⑴ Cu + 4H⁺ + 2NOCu²⁺ + 2NO₂↑+ 2H₂O  或3Cu + 8H⁺ + 2NO3Cu²⁺ + 2NO↑+ 4H₂O   （2分）

⑵ 將Fe²⁺氧化為Fe³⁺      Fe³⁺、Al³⁺

⑶ 加熱脫水

⑷ 甲    所得產品中含有較多Fe₂(SO₄)₃雜質    乙

⑸ × 100%  （2分）  c  （2分）

【解析】將金屬混合物處理時，（1）銅和濃硝酸、稀硫酸的混合酸：

開始發生：Cu+2NO₃^-+4H⁺Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O，

最后發生：3Cu+2NO₃^-+8H⁺ 3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；金屬混合物中只有Au和Pt不溶于硝酸，其是濾渣的主要成分；

（2）第②步加入過氧化氫的目的是將Fe²⁺氧化為Fe³⁺；過氧化氫氧化亞鐵離子時生成的是鐵離子和水，不引入雜質，對環境無污染；調整pH值，使溶液中的Fe³⁺、Al³⁺轉化為沉淀；

（3）用第③步中所得的五水硫酸銅制取無水硫酸銅的方法是加熱脫水；

（4）濾渣2的主要成分是氫氧化鐵和氫氧化鋁，以此為基礎分析該探究小組設計的三種方法，其中方案甲中制得產品中一定含有較多的Fe₂(SO₄)₃雜質；方案乙和丙中，從原子利用的角度考慮，乙方案最合理；

（5）根據探究小組的方案，可知計算五水硫酸銅質量分數的表達式為：

；

滴定過程中，未干燥錐形瓶，對結果無影響，排除a；滴定終點時滴定管尖嘴中產生氣泡，造成消耗EDTA的讀數偏小，測定結果偏低，排除b；未除凈干擾離子，造成EDTA消耗偏多，測定結果偏高，選c。