Question

(15分)信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了威胁。某研究性学习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：

（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                                       。

（3）该探究小组提出两种方案测定CuSO₄·5H₂O晶体的纯度。

方案一：取ag试样溶于水，加入过量KI固体，充分反应，生成白色沉淀。用0.1000 mol·L^-1Na₂S₂O₃标准溶液滴定（原理为：I₂＋2S₂O₃^2-===2I^－＋S₄O），到达滴定终点时，消耗Na₂S₂O₃标准溶液20.00mL。

①滴定过程中可选用         作指示剂，滴定终点的现象是              。

②CuSO₄溶液与KI反应的离子方程式为                    。

方案二：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^-1 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：Cu²⁺+H₂Y^2－＝CuY^2－+2H⁺。

③写出计算CuSO₄·5H₂O质量分数的表达式ω＝             。

④下列操作会导致CuSO₄·5H₂O含量的测定结果偏高的是          。（填序号）

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

(15分)

（1）Cu+4H++2NO3－=Cu2++2NO2↑+2H2O或3Cu+8H++2NO3－=3Cu2++2NO↑+4H2O（2分）

（2）将Fe2+氧化成Fe3+（2分）

（3）①淀粉溶液（2分） 蓝色刚好褪去，且半分钟内不恢复蓝色（2分）

②2Cu2++4I－=2CuI↓+I2（2分）

③7.5c/a×100%（3分） ④c（2分）

【解析】

试题分析：（1）Cu与稀硫酸、浓硝酸的混合液反应，生成铜离子、二氧化氮（或NO）、水，离子方程式为Cu+4H++2NO3－=Cu2++2NO2↑+2H2O或3Cu+8H++2NO3－=3Cu2++2NO↑+4H2O；

（2）从流程图可知，制备硫酸铝和硫酸铜晶体，需除去铁元素，所以加入过氧化氢的目的是将Fe2+氧化成Fe3+，便于除去；

（3）①Na2S2O3标准溶液滴定溶液中的碘单质，所以选择淀粉作指示剂；碘遇淀粉变蓝色，则滴定终点时，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不恢复；

②根据题意可知硫酸铜与KI溶液发生反应，生成白色沉淀，则该白色沉淀是CuI沉淀，根据氧化还原反应规律，则产物中I元素的化合价升高到0价，有碘单质生成碘，离子方程式为2Cu2++4I－=2CuI↓+I2；

③根据所给数据，EDTA～Cu2+，则溶液中Cu2+的物质的量是6×10-3L×cmol/L×100/20=0.03cmol，则CuSO4·5H2O质量分数为0.03cmol×250g/mol/ag×100%=7.5c/a×100%；

④a．未干燥锥形瓶，对实验结果无影响，错误；b．滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡 ，会导致末读数的数值偏小，测定结果偏低，错误； c．未除净可与EDTA反应的干扰离子，导致消耗EDTA偏多，测定结果偏高，正确，答案选c。

考点：考查物质制备流程图的分析，离子方程式的书写，化学反应的判断，实验结果的计算与误差分析