Question

8．某興趣小組用合金鋁、鐵、銅的廢棄合金為原料制取硝酸銅晶體和氫氧化鋁，并測定硝酸銅晶體的結(jié)晶水含量和氫氧化鋁的純度，設(shè)計(jì)的主要流程如下：

已知：Fe²⁺沉淀的pH范圍為7.0～9.0；Fe³⁺沉淀的pH范圍為1.9～3.2；Cu²⁺沉淀的pH范圍為4.7～6.7．
（1）寫出合金中加入NaOH溶液后所發(fā)生的離子反應(yīng)方程式2Al+2OH^-+2H₂O→2AlO₂^-+3H₂↑．
（2）寫出濾液B中通入過量C0₂的化學(xué)方程式NaAlO₂+CO₂+2H₂O→Al（OH）₃↓+NaHCO₃．
（3）加入Z的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH，除去溶液中的Fe³⁺，pH范圍應(yīng)為3.2≤pH＜4.7；下列可作為試劑z的是c．（填序號）
a．銅粉b．氨水    c．氧化銅d．硫酸銅
（4）某同學(xué)為了測定硝酸銅晶體的結(jié)晶水含量，完成操作步驟冷卻 恒重操作：稱量樣品、加熱、稱量CuO質(zhì)量、計(jì)算．
（5）濾渣C的質(zhì)量是10g，煅燒后得到固體D6.90g，則濾渣C中氫氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為89.56%．（保留兩位小數(shù)）
（6）按該流程的操作步驟，氫氧化鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定結(jié)果偏高，可能的原因是濾渣C沒有洗滌，混有NaHCO₃，煅燒后失重偏大；濾渣C洗滌后未烘干或烘干不達(dá)標(biāo)，混有微量水，煅燒后失重偏大．（寫一條即可）

Answer 1

分析 含有鋁、鐵、銅的廢棄合金加入過量氫氧化鈉溶液過濾得到濾渣B為Cu、Fe，濾液為NaAlO₂溶液，通入過量的二氧化碳生成氫氧化鋁和碳酸氫鈉溶液；濾渣中加入X生成Y和溶液A，Y通入氧氣反應(yīng)生成X，判斷X為HNO₃，Y為NO氣體，溶液A為Fe（NO₃）₃，Cu（NO₃）₂，加入Z調(diào)節(jié)溶液PH使鐵離子沉淀得到濾渣E為Fe（OH）₃，濾液通過蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌得到硝酸銅晶體；
（1）合金中只有鋁與加入NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣；
（2）濾液B為NaAlO₂溶液，通入過量C0₂生成氫氧化鋁和碳酸氫鈉；
（3）鐵離子完全沉淀，而銅離子不能沉淀，所以PH控制在3.2≤pH＜4.7，除雜不能引入新的雜質(zhì)；
（4）為了測定硝酸銅晶體的結(jié)晶水含量，獲得硝酸銅晶體后要結(jié)過冷卻、恒重操作再進(jìn)行稱量樣品、加熱、稱量CuO質(zhì)量、計(jì)算；
（5）根據(jù)差量計(jì)量氫氧化鋁的質(zhì)量，然后根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{氫氧化鋁的質(zhì)量}{濾渣的總質(zhì)量}$×100%計(jì)算；
（6）可能是碳酸氫鈉的溶解度小而析出到濾渣中，或者烘干不到位的因素造成．

解答 解：（1）合金中只有鋁與加入NaOH溶液反應(yīng)，所以離子方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O→2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O→2AlO₂^-+3H₂↑；
（2）濾液B為NaAlO₂溶液，通入過量C0₂生成氫氧化鋁和碳酸氫鈉，反應(yīng)的離子方程式為NaAlO₂+CO₂+2H₂O→Al（OH）₃↓+NaHCO₃，
故答案為：NaAlO₂+CO₂+2H₂O→Al（OH）₃↓+NaHCO₃；
（3）鐵離子完全沉淀，而銅離子不能沉淀，所以PH控制在3.2≤pH＜4.7，除雜不能引入新的雜質(zhì)，加入銅粉將鐵離子還原成亞鐵離子，而氨水引入銨根離子，硝酸銅溶液起不到調(diào)節(jié)PH的作用，所以只能用氧化銅，
故答案為：3.2≤pH＜4.7；c；
（4）為了測定硝酸銅晶體的結(jié)晶水含量，獲得硝酸銅晶體后要結(jié)過冷卻、恒重操作再進(jìn)行稱量樣品、加熱、稱量CuO質(zhì)量、計(jì)算，
故答案為：冷卻、恒重操作；
（5）由2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O可知水的質(zhì)量為：（10.0-6.9）g=3.1g，所以氫氧化鋁的質(zhì)量為：$\frac{78×2}{3×18}$×3.1g=8.96g，所以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{8.96g}{10.0g}$×100%=89.56%，
故答案為：89.56%；
（6）按該流程的操作步驟，氫氧化鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定結(jié)果偏高，可能是濾渣C沒有洗滌，混有NaHCO₃，濾渣C洗滌后未烘干或烘干不達(dá)標(biāo)，
故答案為：濾渣C沒有洗滌，混有NaHCO₃，煅燒后失重偏大；濾渣C洗滌后未烘干或烘干不達(dá)標(biāo)，混有微量水，煅燒后失重偏大．

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)分離提純的方法分析，流程理解應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)基本操作是關(guān)鍵，題目難度中等．