题目

题型：不详难度：来源：

某探究小组将一批废弃的线路板简单处理后,得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物,并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线:

请回答下列问题:
（1）第①步Cu与酸反应的离子方程式为　                   。 
（2）第②步加H₂O₂的作用是　                             ; 
调溶液pH的目的是使　　　　生成沉淀。 
（3）用第③步所得CuSO₄·5H₂O制备无水CuSO₄的方法是　　　　。 
（4）由滤渣2制取Al₂（SO₄）₃·18H₂O ,探究小组设计了三种方案:

上述三种方案中,　　　　方案不可行,原因是　                                　　　; 
从原子利用率角度考虑,　　　　方案更合理。 
（5）探究小组用滴定法测定CuSO₄·5H₂O含量。取a g试样配成100 mL溶液,每次取20.00 mL,消除干扰离子后,用c mol /L EDTA（H₂Y^2-）标准溶液滴定至终点,平均消耗EDTA溶液b mL。滴定反应如下:Cu²⁺+H₂Y^2-CuY^2-+2H⁺。写出计算CuSO₄·5H₂O质量分数的表达式w=　                    ; 
下列操作会导致CuSO₄·5H₂O含量的测定结果偏高的是　　　　              。 
a.未干燥锥形瓶
b.滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡
c.未除净可与EDTA反应的干扰离子

答案

（1）Cu+2N+4H⁺Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O或3Cu+2N+8H⁺3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O（2分）
（2）将Fe²⁺氧化为Fe³⁺（1分）　Fe³⁺、Al³⁺（2分）
（3）加热脱水（2分）
（4）甲（2分）　所得产品中含有较多Fe₂（SO₄）₃杂质（1分）　乙（2分）
（5）×100%　（2分）  c（2分）

解析

（1）铜和浓硝酸、稀硫酸的混合酸反应为:
开始发生:Cu+2N+4H⁺Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O,
最后发生:3Cu+2N+8H⁺3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O;金属混合物中只有Au和Pt不溶于硝酸,故滤渣的主要成分是Au和Pt;（2）第②步加入H₂O₂的目的是将Fe²⁺氧化为Fe³⁺;H₂O₂氧化Fe²⁺时生成的是Fe³⁺和H₂O,不引入杂质,对环境无污染;调整pH,使溶液中的Fe³⁺、Al³⁺转化为沉淀;（3）用第③步中所得的五水硫酸铜制取无水硫酸铜的方法是加热脱水;（4）滤渣2的主要成分是氢氧化铁和氢氧化铝,以此为基础分析该探究小组设计的三种方法,其中方案甲中制得的产品中一定含有较多的Fe₂（SO₄）₃杂质;方案乙和丙中,从原子利用的角度考虑,乙方案最合理;（5）根据探究小组的方案,可知计算五水硫酸铜质量分数的表达式为:
×100%;滴定过程中,未干燥锥形瓶,对结果无影响,排除a;滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡,造成消耗EDTA的读数偏小,测定结果偏低,排除b;未除净干扰离子,造成EDTA消耗偏多,测定结果偏高,选c。