Question

(12分)某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，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：

请回答下列问题：

⑴ 第①步Cu与酸反应的离子方程式______________ 。

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

⑶ 用第③步所得CuSO₄·5H₂O制备无水CuSO₄的方法是______________。

⑷ 由滤渣2制取Al₂(SO₄)₃·18H₂O ，探究小组设计了三种方案：

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。

⑸ 探究小组用滴定法测定CuSO₄·5H₂O含量。取a g试样配成100 mL溶液，每次取20.00 mL，消除干扰离子后，用c mol /L  EDTA（H₂Y^2－）标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液6 mL。滴定反应如下：Cu²⁺ + H₂Y^2－ ＝ CuY^2－ + 2H⁺

写出计算CuSO₄·5H₂O质量分数的表达式ω＝ _____________________________ ；

下列操作会导致CuSO₄·5H₂O含量的测定结果偏高的是_____________。

a．未干燥锥形瓶   

b．滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡   

c．未除净可与EDTA反应的干扰离子

Answer

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

⑵ 将Fe2+氧化为Fe3+      Fe3+、Al3+

⑶ 加热脱水

⑷ 甲    所得产品中含有较多Fe2(SO4)3杂质    乙

⑸ × 100%  （2分）  c  （2分）

【解析】将金属混合物处理时，（1）铜和浓硝酸、稀硫酸的混合酸：

开始发生：Cu+2NO3-+4H+Cu2++2NO2↑+2H2O，

最后发生：3Cu+2NO3-+8H+ 3Cu2++2NO↑+4H2O；金属混合物中只有Au和Pt不溶于硝酸，其是滤渣的主要成分；

（2）第②步加入过氧化氢的目的是将Fe2+氧化为Fe3+；过氧化氢氧化亚铁离子时生成的是铁离子和水，不引入杂质，对环境无污染；调整pH值，使溶液中的Fe3+、Al3+转化为沉淀；

（3）用第③步中所得的五水硫酸铜制取无水硫酸铜的方法是加热脱水；

（4）滤渣2的主要成分是氢氧化铁和氢氧化铝，以此为基础分析该探究小组设计的三种方法，其中方案甲中制得产品中一定含有较多的Fe2(SO4)3杂质；方案乙和丙中，从原子利用的角度考虑，乙方案最合理；

（5）根据探究小组的方案，可知计算五水硫酸铜质量分数的表达式为：

；

滴定过程中，未干燥锥形瓶，对结果无影响，排除a；滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡，造成消耗EDTA的读数偏小，测定结果偏低，排除b；未除净干扰离子，造成EDTA消耗偏多，测定结果偏高，选c。