Question

【題目】信息時代產生的電子垃圾處理不當會對環境構成威脅。某研究小組將廢棄的線路板處理后，得到含Cu、Al及少量Fe的金屬混合物，并設計如下流程制備硫酸銅和硫酸鋁晶體。

請回答：

（1）步驟①～③所涉及的實驗操作方法中，屬于過濾的是______（填序號）。

（2）步驟①中Cu、Al、Fe均能與稀硫酸和濃硝酸的混合物在加熱條件下反應，其中氮元素全部轉化為NO。該步驟中稀硫酸的作用是______。

（3）下列關于步驟②的說法正確的是______（填字母）。

a 沉淀B為白色固體

b H2O2的作用是將Fe2+氧化為Fe3+

c 可以用Ba(OH)2溶液替換NaOH溶液

（4）已知AlO2-+ 4H+=Al3+ + 2H2O。由沉淀B制取Al2(SO4)3·18H2O的操作是：將沉淀B轉移到燒杯中，______，將溶液加熱蒸發、冷卻結晶、過濾得到產品。

Answer 1

【答案】②③ 提供H+和SO42 b 加入氫氧化鈉溶液至沉淀不再減少，過濾，向所得濾液中加入足量稀硫酸，充分反應

【解析】

第①步稀硫酸、濃硝酸混合酸后加熱，Cu、Al、Fe發生反應生成Cu2+、Al3+、Fe3+、Fe2+，所以溶液A中的離子是Cu2+、Al3+、Fe3+、Fe2+；第②步加H2O2的作用是將Fe2+氧化為Fe3+；過氧化氫做氧化劑不引入雜質，對環境無污染，再加入氫氧化鈉使Al3+、Fe3+形成氫氧化物沉淀；第③步將硫酸銅溶液蒸發結晶得到五水硫酸銅晶體；在沉淀B中加NaOH和Al(OH)3反應生成NaAlO2，再在濾液中加H2SO4生成Al2(SO4)3，蒸發、冷卻、結晶、過濾可得硫酸鋁晶體，據此分析解答。

(1)根據上述分析，步驟①～③所涉及的實驗操作方法中，步驟②中分離得到了沉淀B，為過濾，步驟③中得到了五水硫酸銅晶體，也是過濾，因此屬于過濾的是②和③，故答案為：②③；

(2)步驟①中Cu、Al、Fe均能與稀硫酸和濃硝酸的混合物在加熱條件下反應，其中氮元素全部轉化為NO，3Cu+8H++2NO3-3Cu2++2NO↑+4H2O，該步驟中稀硫酸可以提供H+參與反應，同時提供SO42，在③中形成硫酸銅晶體，故答案為：提供H+和SO42；

(3)a. 沉淀B的主要成分中有氫氧化鐵，是紅褐色固體，故a錯誤；b. H2O2的作用是將Fe2+氧化為Fe3+，便于與銅離子分離，故b正確；c. 如果用Ba(OH)2溶液替換NaOH溶液，則會生成硫酸鋇沉淀，因此不可以用Ba(OH)2溶液替換NaOH溶液，故c錯誤；故答案為：b；

(4)已知AlO2-+ 4H+=Al3+ + 2H2O。由沉淀B制取Al2(SO4)3·18H2O，需要將氫氧化鋁和氫氧化鐵先分離，可以用氫氧化鈉溶解氫氧化鋁，過濾除去氫氧化鐵固體，然后將溶液酸化即可得到Al2(SO4)3，因此步驟為：將沉淀B轉移到燒杯中，加入氫氧化鈉溶液至沉淀不再減少，過濾，向所得濾液中加入足量稀硫酸，充分反應，將溶液加熱蒸發、冷卻結晶、過濾得到產品，故答案為：加入氫氧化鈉溶液至沉淀不再減少，過濾，向所得濾液中加入足量稀硫酸，充分反應。