Question

【題目】下圖是某化學(xué)興趣小組設(shè)計的利用電子垃圾(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溶液的pH如下表：

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

（1）寫出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)計了三種方案：

甲：濾渣a―→H2SO4―→操作Ⅲ―→Al2(SO4)3·18H2O

乙：濾渣a―→H2SO4―→適量Al粉，過濾―→操作Ⅲ―→Al2(SO4)3·18H2O

丙：濾渣a―→NaOH溶液，過濾―→H2SO4―→操作Ⅲ―→Al2(SO4)3·18H2O

綜合考慮上述三種方案，最具可行性的是______(填序號)。

（5）為測定CuSO4·5H2O晶體的純度，進行下列實驗：取a g 試樣配成100 mL溶液，每次取20.00 mL，消除干擾離子后，用b mol·L－1 EDTA(Na2H2Y)標(biāo)準溶液滴定其中的Cu2＋(離子方程式為Cu2＋＋H2Y2－===CuY2－＋2H＋)，滴定至終點，平均消耗EDTA溶液12.00 mL(常溫時，5%的Na2H2Y水溶液，其pH為4～6)，則CuSO4·5H2O晶體的純度是________________。

Answer 1

【答案】Cu＋H2O2＋H2SO4=CuSO4＋2H2O5.2≤x＜5.4酒精燈、玻璃棒乙15b/a×100%

【解析】

根據(jù)題給信息知，該流程是利用電子垃圾制備硫酸銅和硫酸鋁晶體；分析題給流程圖知，Cu、Al、Fe、Au、Pt與稀硫酸和H2O2的混合液反應(yīng)生成硫酸銅、硫酸鋁和硫酸鐵的混合液，過濾后所得濾渣為Au、Pt；濾液用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH的目的是將鋁離子和鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁和氫氧化鐵沉淀而除去，過濾得硫酸銅溶液，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾得硫酸銅晶體。

（1）Cu與稀硫酸和H2O2的混合液反應(yīng)生成硫酸銅和水，化學(xué)方程式為Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O。

（2）在操作Ⅱ中，要使鋁離子和鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁和氫氧化鐵沉淀，根據(jù)題給數(shù)據(jù)知x的取值范圍是5.2≤x<5.4。

（3）在操作Ⅲ中，蒸發(fā)濃縮需要的玻璃儀器有酒精燈、玻璃棒。

（4）濾渣a為氫氧化鐵和氫氧化鋁的混合物，利用其制取Al2(SO4)3·18H2O，甲方案制得的產(chǎn)品中含有雜質(zhì)硫酸鐵，丙方案制得的產(chǎn)品中含有雜質(zhì)硫酸鈉，最具可行性的是乙方案。

（5）①根據(jù)方程式可知20.00 mL溶液中n（CuSO45H2O）=n（EDTA）=b×12×10-3 mol；所以m（CuSO45H2O）=b×12×10-3 mol×250 g/mol=3b g，因此100 mL溶液中CuSO45H2O的質(zhì)量為：3b×5=15b g，所以CuSO4·5H2O晶體的純度為15b/a×100%。