Question

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:

（1）第①步Cu与酸反应的离子方程式为　                    。 

（2）第②步加H₂O₂的作用是　                              ; 

调溶液pH的目的是使　　　　生成沉淀。 

（3）用第③步所得CuSO₄·5H₂O制备无水CuSO₄的方法是　　　　。 

（4）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。 

（5）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b 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w=　                     ; 

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

（1）Cu+2N+4H+Cu2++2NO2↑+2H2O或3Cu+2N+8H+3Cu2++2NO↑+4H2O（2分）

（2）将Fe2+氧化为Fe3+（1分） Fe3+、Al3+ （2分）

（3）加热脱水（2分）

（4）甲（2分） 所得产品中含有较多Fe2（SO4）3杂质（1分） 乙（2分）

（5）×100% （2分） c（2分）

【解析】 （1）铜和浓硝酸、稀硫酸的混合酸反应为:

开始发生:Cu+2N+4H+Cu2++2NO2↑+2H2O,

最后发生:3Cu+2N+8H+3Cu2++2NO↑+4H2O;金属混合物中只有Au和Pt不溶于硝酸,故滤渣的主要成分是Au和Pt;（2）第②步加入H2O2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+;H2O2氧化Fe2+时生成的是Fe3+和H2O,不引入杂质,对环境无污染;调整pH,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,其中方案甲中制得的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:

×100%;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。