Question

信息时代产生的大量电子垃圾对环境造成了极大的威胁．某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含、、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晶体的路线：

回答下列问题：

第①步Cu与酸反应的离子方程式为 ______ ；得到滤渣1的主要成分为 ______ ．

第②步加入的作用是 ______ ，使用的优点是 ______ ；调节pH的目的是使 ______ 生成沉淀．

由滤渣2制取，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 ______ ；

探究小组用滴定法测定含量．取a g 试样配成100mL溶液，每次取，消除干扰离子后，用c  标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液b 滴定反应如下：写出计算质量分数的表达式 ______ ．

Answer

Au、Pt 把氧化为 不引入杂质，产物对环境无污染 、 甲 滤渣中只加硫酸会生成硫酸铁和硫酸铝，冷却、结晶、过滤得到的硫酸铝晶体中混有大量硫酸铁杂质

【解析】

(1)稀硫酸、浓硝酸混合酸后加热，Cu、Al、Fe发生反应生成、、；所以滤渣1的成分是Pt和Au，滤液1中的离子是、、；

(2)过氧化氢具有氧化性且被还原为水，无杂质无污染；可以氧化亚铁离子为铁离子易于沉淀除去，调节溶液pH目的是铁离子和铝离子全部沉淀；第②步加的作用是把氧化为，该氧化剂的优点是不引入杂质，产物对环境物污染；调溶液pH的目的是使和形成沉淀．所以滤液2的成分是Cu2+，滤渣2的成分为氢氧化铁和氢氧化铝；

(3)依据实验方案过程分析制备晶体中是否含有杂质，使用的试剂作用，原料的利用率，原子利用率因素分析判断；

(4)依据滴定实验和反应离子方程式计算得到。

(1)稀硫酸、浓硝酸混合酸后加热，Cu、Al、Fe发生反应生成、、；所以滤渣1的成分是Pt和Au，滤液1中的离子是、、；第①步Cu与酸反应的离子方程式为：，Au、Pt和酸不反应，所以是滤渣；故答案为：，Au、Pt；

(2)第②步加的作用是将氧化为，过氧化氢做氧化剂不引入杂质，对环境无污染，调节溶液pH铁离子和铝离子全部沉淀后过滤得到氢氧化铁、氢氧化铝沉淀和滤液硫酸铜，故答案为：将氧化为，不引入杂质，产物对环境无污染，、生成沉淀；

(3)制备硫酸铝晶体的甲、乙、丙三种方法中，甲方案在滤渣中只加硫酸会生成硫酸铁和硫酸铝，冷却、结晶、过滤得到的硫酸铝晶体中混有大量硫酸铁杂质，方法不可行，故答案为：甲，滤渣中只加硫酸会生成硫酸铁和硫酸铝，冷却、结晶、过滤得到的硫酸铝晶体中混有大量硫酸铁杂质；

(4)取试样配成100mL溶液，每次取，消除干扰离子后，用标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液，滴定反应如下：，铜离子物质的量和标准液物质的量相同；依据元素守恒得到：

则20ml溶液中含有的物质的量为；100ml溶液中含；所以质量分数的表达式；故答案为：。