Question

某兴趣小组用只含有铜、铝、铁的工业废料来制备硫酸铜和硫酸铝晶体，实验流程如下：

请回答：

(1)写出步骤Ⅲ中气体B与O₂(足量)通入NaOH溶液中反应的化学方程式______。

(2)步骤Ⅳ蒸发浓缩的具体操作是________。

(3)下列有关实验说法正确的是________。(填编号)

A．减压过滤使用的滤纸，为确保把所有的孔都覆盖住，应使滤纸大于布氏漏斗内径

B．为得到纯净的硫酸铝晶体，采用加热烘干的方式干燥

C．步骤Ⅵ洗涤沉淀时，关小抽气泵，向布氏漏斗中加冰水没过沉淀，并用玻璃棒搅拌

D．步骤Ⅴ为得到较大的硫酸铜晶体颗粒，可投入几粒晶种并减缓溶液冷却速度

(4)H₂O₂浓度对反应速率有影响。通过下图所示装置将少量30% H₂O₂溶液浓缩至40%，B处应增加一个设备，该设备的作用是____。

(5)为测定实验所得硫酸铝晶体的纯度，进行以下实验：

步骤一：取晶体试样a g溶于20 mL水中，加适量醋酸—醋酸铵缓冲溶液，再加入过量的c₁mol·L^-1EDTA溶液V₁mL，充分反应后稀释至250 mL。

步骤二：取25.00 mL上述稀释液，滴加指示剂，用c₂mol·L^-1ZnCl₂溶液滴定过量的EDTA，达到终点时消耗V₂mL ZnCl₂溶液。

已知：M［Al₂(SO₄)₃·18H₂O]＝666 g·mol ^-1，EDTA分别能与Al^3＋或Zn^2＋以物质的量之比1∶1进行反应。

①在步骤二取上述稀释液25.00 mL于锥形瓶中，有下图所示操作(手持部分省略)，其中正确的是____。(填编号)取溶液所用仪器的名称是____

②根据实验数据计算该试样中Al₂(SO₄)₃·18H₂O的纯度为____(用含字母的代数式表示)。

Answer

4NO+3O2+4NaOH=4NaNO3+2H2O 将溶液转移至蒸发皿，加热至溶液表面出现晶膜，停止加热 D 减压，减少H2O2的分解 D 移液管

【解析】

该实验是利用含有铜、铝、铁的工业废料来制备硫酸铜和硫酸铝晶体，首先铜、铝、铁与足量稀硫酸反应后得到硫酸铝，硫酸亚铁和铜，滤渣A是铜，铜与稀硫酸，稀硝酸加热条件下生成硫酸铜，一氧化氮等，一氧化氮和氧气、氢氧化钠共同反应生成硝酸钠和水，硫酸铜经蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到硫酸铜晶体，滤液A是硫酸铝和硫酸亚铁，经过氧化氢，调节PH值后，得到滤渣D是氢氧化铁，滤液D是硫酸铝溶液，经蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤后得到硫酸铝晶体，据此分析。

EDTA分别能与Al3＋或Zn2＋以物质的量之比1∶1进行反应，则根据过量EDTA消耗的ZnCl2的物质的量，计算出与Al3＋反应的EDTA的物质的量，从而计算Al2(SO4)3·18H2O的物质的量，再计算其纯度；

(1)步骤Ⅲ中气体B是一氧化氮，与O2(足量)反应生成二氧化氮，二氧化氮与NaOH溶液反应生成硝酸钠和水，总反应的化学方程式：4NO+3O2+4NaOH=4NaNO3+2H2O；

(2)步骤Ⅳ蒸发浓缩的具体操作是：将溶液转移至蒸发皿，加热至溶液表面出现晶膜，停止加热；

(3) A．减压过滤使用的滤纸，为确保把所有的孔都覆盖住，滤纸应剪成比布氏漏斗内径略小，若使滤纸大于布氏漏斗内径会贴的不紧，影响过滤效果，故A错误；

B．为得到纯净的硫酸铝晶体，不能采用加热烘干的方式干燥，会促进铝离子的水解，使产率降低，故B错误；

C．步骤Ⅵ洗涤沉淀时，关小抽气泵，向布氏漏斗中加冰水没过沉淀，不能用玻璃棒搅拌，会损坏滤纸，影响过滤效果，故C错误；

D．步骤Ⅴ为得到较大的硫酸铜晶体颗粒，可投入几粒晶种并减缓溶液冷却速度，故D正确；

答案选D。

(4)过氧化氢受热易分解，故采用减压蒸馏的方式，则B处增加一个减压设备，减少H2O2的分解；

(5)①图中所用的仪器是移液管，将移液管放入接受溶液的容器中，使出口尖端靠着容器内壁，容器稍倾斜，移液管则保持垂直，放开食指，使溶液沿容器内壁自然流下，待移液管内溶液洗净后，再等待15秒，取出移液管，留在管口的少量液体不要吹出，正确的操作选D，取溶液所用仪器的名称是移液管；

②取25.00 mL上述稀释液，滴加指示剂，用c2 mol·L-1 ZnCl2溶液滴定过量的EDTA，达到终点时消耗V2 mL ZnCl2溶液，可知过量的EDTA的物质的量为c2V2×10−3mol×=10c2V2×10−3mol，Al3+的物质的量为c1V1×10−3mol−10c2V2×10−3mol，该试样中Al2(SO4)3·18H2O的纯度为。