Question

1．如圖1是某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)的利用電子垃圾（含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt）制備硫酸銅和硫酸鋁晶體的路線：

已知下列信息：
Cu可與稀硫酸和H₂O₂的混合液反應(yīng)生成硫酸銅；鐵、鋁、銅等離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH如表：

沉淀物	Fe（OH）3	Al（OH）3	Cu（OH）2
開(kāi)始沉淀	1.1	4.0	5.4
完全沉淀	3.2	5.2	6.7

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）操作Ⅰ后，濾渣中有Au、Pt_金屬．
（2）寫出Cu與稀硫酸和H₂O₂的混合液反應(yīng)的離子方程式：Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O．
（3）在操作Ⅱ中，x的取值范圍是5.2≤x＜5.4．
（4）由濾渣a制取Al₂（SO₄）₃•l8H₂O，探究小組設(shè)計(jì)了如圖2三種方案：綜合考慮上述三種方案，最具可行性的是乙（填序號(hào)）．
（5）為測(cè)定CuSO₄•5H₂O晶體的純度，進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：取a g試樣配成l00mL溶液，每次取20.00mL，消除干擾離子后，用b mol•L^-1EDTA（Na₂H₂Y）標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定其中的Cu²⁺（離子方程式為Cu²⁺+H₂Y^2-=CuY^2-+2H⁺），滴定至終點(diǎn)，平均消耗EDTA溶液l2.00mL．（常溫時(shí)，5%的Na₂H₂Y水溶液，其pH為4-6．）
①CuSO₄•5H₂O晶體的純度是$\frac{15b}{a}$×100%．
②如圖3滴定方式中，最合理的是（夾持部分略去）b（填序號(hào)）．

Answer 1

分析 由流程可知，金屬混合物加入稀硫酸后鋁、鐵溶解，加入過(guò)氧化氫，亞鐵離子被氧化為鐵離子，銅在酸性溶液中被過(guò)氧化氫氧化為銅離子，過(guò)濾得到濾渣為Au、Pt，濾液中主要含有鐵離子、鋁離子和銅離子，加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液PH=5.2-5.4使鋁離子全部沉淀，同時(shí)鐵離子也轉(zhuǎn)化為沉淀，過(guò)濾得到濾渣a為Al（OH）₃和Fe（OH）₃，用硫酸溶解后加Al調(diào)節(jié)pH，把鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀，過(guò)濾，濾液為硫酸鋁溶液，蒸發(fā)、濃縮、冷卻、結(jié)晶、過(guò)濾得到Al₂（SO₄）₂•18H₂O晶體；含有硫酸銅的濾液，通過(guò)蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾洗滌得到硫酸銅晶體；
（1）操作Ⅰ后，過(guò)濾得到濾渣為Au、Pt；
（2）酸性條件下銅被雙氧水氧化成銅離子；
（3）調(diào)節(jié)pH使鐵離子和鋁離子完全沉淀，銅離子不沉淀，根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷；
（4）濾渣a是氫氧化鋁和氫氧化鐵，用硫酸溶解，調(diào)節(jié)pH除去鐵離子；
（5）①根據(jù)反應(yīng)方程式及滴定數(shù)據(jù)計(jì)算出硫酸銅的物質(zhì)的量，再計(jì)算出硫酸銅晶體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
②EDTA（Na₂H₂Y）標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定其中的Cu²⁺，則EDTA盛放在酸式滴定管中．

解答 解：（1）操作Ⅰ后，過(guò)濾得到濾渣為Au、Pt，
故答案為：Au、Pt；
（2）酸性條件下銅被雙氧水氧化成銅離子，則Cu與雙氧水、硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水，則反應(yīng)的離子方程式為：Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O，
故答案為：Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O；
（3）調(diào)節(jié)pH使鐵離子和鋁離子完全沉淀，銅離子不沉淀，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知pH=5.2是鋁離子完全沉淀，pH=5.4時(shí)銅離子開(kāi)始沉淀，所以調(diào)節(jié)pH為5.2≤x＜5.4，
故答案為：5.2≤x＜5.4；
（4）濾渣a是氫氧化鋁和氫氧化鐵，用硫酸溶解，得到硫酸鋁和硫酸鐵，加入Al調(diào)節(jié)pH使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，過(guò)濾除去沉淀，則剩余的濾液為硫酸鋁沉淀，然后蒸發(fā)濃縮得到硫酸鋁晶體；所以乙方案符合；
故答案為：乙；
（5）①根據(jù)方程式可知20.00mL溶液中n（CuSO₄•5H₂O）=n（EDTA）=b×12×10^-3mol；
所以m（CuSO₄•5H₂O）=b×12×10^-3mol×250g/mol=3bg，
因此100mL溶液中CuSO₄•5H₂O的質(zhì)量為：3b×5=15bg，所以ω=$\frac{15b}{a}$×100%，
故答案為：$\frac{15b}{a}$×100%；
②EDTA（Na₂H₂Y）標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定其中的Cu²⁺，則EDTA盛放在滴定管中，該溶液顯酸性，用酸式滴定管，所以最合理的為b；
故答案為：b．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，題目涉及方程式的書(shū)寫、除雜質(zhì)、實(shí)驗(yàn)基本操作、物質(zhì)含量的測(cè)定等，題目考查的知識(shí)點(diǎn)較多，側(cè)重于基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用的考查，題目難度中等．