(2013•安徽模拟)(信息时代给人们的生活带来了极大的便利,但同时也产生了大量的电子垃圾.某化学兴趣小组将一批废弃的线

(2013•安徽模拟)(信息时代给人们的生活带来了极大的便利,但同时也产生了大量的电子垃圾.某化学兴趣小组将一批废弃的线路板简单处理后,得到了主要含Cu、Al及少量Fe、Au等金属的混合物,并设计了如图制备硫酸铜晶体和硫酸铝晶体的路线:

部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表:
沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Cu(OH)2
开始沉淀1.14.05.4
完全沉淀3.25.26.7
(1)过滤操作中用到的玻璃仪器有______.
(2)Cu可溶于稀硫酸与H2O2的混合溶液,其离子方程式是______.
(3)滤渣a的主要成分是______.
(4)步骤③中X的取值范围是______.
(5)某小组甲同学提出如下方案测定CuSO4•5H2O晶体的纯度.
取b g试样配成100m L溶液,每次取20.00m L,消除干扰离子后,用c mol•L-1EDTA(H2Y2-)标准溶液滴定至终点,平均消耗EDTA溶液12.00m L.滴定反应如下:Cu2++H2Y2-═CuY2-+2H+
①写出计算CuSO4•5H2O质量分数的表达式w=
[15c/b]×100%
[15c/b]×100%

②下列操作会导致CuSO4•5H2O含量的测定结果偏高的是______(填字母).
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
③该小组乙同学提出通过直接测定样品中SO42一的量也可求得硫酸铜晶体的纯度,老师审核后予以否决,其原因是______.
cherry9809 1年前 已收到1个回答 举报

aaazcy 幼苗

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解题思路:由流程可知,金属混合物加入稀硫酸铝、铁溶解,加入过氧化氢,亚铁离子被氧化为铁离子,铜在酸性溶液中被过氧化氢氧化为铜离子,过滤得到滤渣a为Au,滤液中主要含有铁离子铝离子和铜离子,加入氢氧化钠溶液调节溶液PH=3.4,依据题干信息,是为了沉淀铁离子,过滤得到滤渣b为Fe(OH)3,滤液为铝离子和铜离子,加入氢氧化钠溶液调节溶液PH=5.2-5.4使铝离子全部沉淀过滤得到滤渣C为Al(OH)3,用硫酸溶解后蒸发、浓缩、冷却、结晶、过滤得到Al2(SO42•18H2O晶体;得到滤液为硫酸铜溶液,通过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤洗涤得到硫酸铜晶体;
(1)过滤操作用到的仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒;
(2)铜被双氧水氧化成铜离子,Cu+H2O2+2H+→Cu2++2H2O;
(3)Cu、Al及少量Fe、Au等金属的混合物,其中铜、铝、铁都发生反应而溶解,Au化学性质稳定,成为滤渣a的主要成分;
(4)滤渣c是氢氧化铝,根据部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH表,选择使氢氧化铝沉淀完全且氢氧化铜不沉淀的PH;
(5))①根据反应方程式及滴定数据计算出硫酸铜的物质的量,再计算出硫酸铜晶体的质量分数;
②根据CuSO4•5H2O质量分数的表达式:[15c/b]×100% 分析误差;
③样品中的杂质Na2SO4中也含有SO42-

(1)过滤是化学实验中经常用到的实验操作.过滤操作中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗;
故答案为:烧杯、漏斗、玻璃棒;
(2)Cu可溶于稀硫酸与H2O2的混合溶液,铜被氧化成铜离子,双氧水生成水,根据化合价升降相等配平,反应的离子方程式是:Cu+H2O2+2H+→Cu2++2H2O;
故答案为:Cu+H2O2+2H+═Cu2++2H2O;
(3)由于Cu、Al、Fe都因反应溶解于溶液中,剩下Au不反应,过滤到了滤渣a中;
故答案为:Au;
(4)加入氢氧化钠溶液调节PH=x,目的是生成氢氧化铝沉淀,氢氧化铝开始沉淀PH=4,沉淀完全PH=5.2,氢氧化铜开始沉淀PH=5.4,所以选择的PH范围是:5.2≤X<5.4;
故答案为:5.2≤X<5.4;
(5))①根据方程式可知20.00mL溶液中n(CuSO4•5H2O)=n(EDTA)=c×12×10-3mol;
所以m(CuSO4•5H2O)=c×12×10-3mol×250g/mol=3c g,
因此100mL溶液中CuSO4•5H2O的质量为:3c×5=15cg,所以ω=[15c/b]×100%,
故答案为::[15c/b]×100%;
②根据CuSO4•5H2O质量分数的表达式:[15c/b]×100% 分析,
a.未干燥锥形瓶,对滴定无影响; 
b.滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡,读数时标准溶液体积偏小,结果偏小;
c.未除净可与EDTA反应的干扰离子,导致消耗的EDTA偏多,计算结果偏大,
故答案为c;
③由于样品中的杂质Na2SO4中也含有SO42-,不能通过直接测定样品中SO42-的量求得硫酸铜晶体的纯度,
故答案为:样品中的杂质Na2SO4中也含有SO42-

点评:
本题考点: 金属的回收与环境、资源保护;制备实验方案的设计.

考点点评: 本题考查金属混合物的分离和提纯,关键是提取题中的信息,根据所学知识完成,本题难度中等.

1年前

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