Question

(10分)下圖是某化學(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如下表：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）寫(xiě)出Cu與稀硫酸和H2O2的混合液反應(yīng)的化學(xué)方程式______________。

（2）在操作II中，x的取值范圍是___________________。

（3）在操作III中，蒸發(fā)濃縮需要的玻璃儀器有______________________________________。

（4）由濾渣a制取Al2（SO4）3?18H2O，探究小組設(shè)計(jì)了三種方案：

綜合考慮上述三種方案，最具可行性的是___________（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100mL溶液，每次取20.00mL，消除干擾離子后，用b mol/LEDTA(Na2H2Y)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定其中的Cu2＋（離子方程式為Cu2++H2Y2-＝CuY2-+2H+），滴定至終點(diǎn)，平均消耗EDTA溶液12.00mL，CuSO4?5H2O晶體的純度是_________。

 

Answer 1

（1）Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O（2分） （2）[5.2，5.4) （2分）

（3）玻璃棒 酒精燈 （燒杯）（2分） （4）乙 （2分） （5）15b/a×100%（2分）

【解析】

試題分析：（1）雙氧水具有氧化性，在稀硫酸溶液中將銅氧化為硫酸銅，方程式為Cu+H2O2+H2SO4＝CuSO4+2H2O。

（2）依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析可知，溶液pH調(diào)節(jié)為5.2～5.4，使Fe3+和Al3+形成沉淀，銅離子不沉淀。

（3）蒸發(fā)濃縮需要的玻璃儀器是玻璃棒、酒精燈（燒杯）。

（4）制備硫酸鋁晶體的甲、乙、丙三種方法中，甲方案在濾渣中只加硫酸會(huì)生成硫酸鐵和硫酸鋁，冷卻、結(jié)晶、過(guò)濾得到的硫酸鋁晶體中混有大量硫酸鐵雜質(zhì)，方法不可行；乙方案先在濾渣中加H2SO4，生成Fe2（SO4）3和Al2（SO4）3，再加Al粉和Fe2（SO4）3生成Al2（SO4）3，蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶、過(guò)濾可得硫酸鋁晶體；丙方案先在濾渣中加NaOH和Al（OH）3反應(yīng)生成NaAlO2，再在濾液中加H2SO4生成Al2（SO4）3，蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶、過(guò)濾可得硫酸鋁晶體；但從原子利用角度考慮方案乙更合理，因?yàn)楸�加的NaOH和制備的Al2（SO4）3的原子組成沒(méi)有關(guān)系，造成原子浪費(fèi)；

（5）取a g試樣配成100mL溶液，每次取20.00mL，消除干擾離子后，用b mol?L-1 EDTA（H2Y2-）標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，平均消耗EDTA溶液12mL．滴定反應(yīng)如下：Cu2++H2Y2-=CuY2-+2H+。銅離子物質(zhì)的量和標(biāo)準(zhǔn)液物質(zhì)的量相同=bmol/L×0.012L=0.012bmol；依據(jù)元素守恒得到：則20ml溶液中含有的CuSO4?5H2O物質(zhì)的量為0.012bmol；100ml溶液中含0.012bmol×5=0.06bmol；所以CuSO4?5H2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式=×100%＝×100%。

考點(diǎn)：考查離子分離的方法，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，儀器和試劑選擇，中和滴定的簡(jiǎn)單計(jì)算等