Question

信息時代產生的大量電子垃圾對環境構成了威脅．某研究性學習小組將一批廢棄的線路板簡單處理后，得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金屬的混合物，并設計出如下制備硫酸銅和硫酸鋁晶體的路線：

（1）第①步Cu與酸反應的離子方程式為______．
（2）第②步加H2O₂的作用是______．
（3）該探究小組提出兩種方案測定CuSO₄?5H₂O晶體的純度．
方案一：取a g試樣溶于水，加入過量KI固體，充分反應，生成白色沉淀．用0.100 0mol?L^-1Na₂S₂O₃標準溶液滴定（原理為I₂+2S₂O^2-═2I-+S₄O^2-），到達滴定終點時，消耗Na₂S₂O₃標準溶液20.00mL．
①滴定過程中可選用______作指示劑，滴定終點的現象是______．
②CuSO₄溶液與KI反應的離子方程式為______．
方案二：取a g試樣配成100mL溶液，每次取20.00mL，消除干擾離子后，用c mol?L^-1　 EDTA（H₂Y^2-　 ）標準溶液滴定至終點，平均消耗EDTA溶液6mL．滴定反應如下：Cu₂++H₂Y₂-═CuY₂-+2H⁺．
③寫出計算CuSO₄?5H₂O質量分數的表達式w=______．
④下列操作會導致CuSO₄?5H₂O含量的測定結果偏高的是______（填字母）．
a．未干燥錐形瓶　b．滴定終點時滴定管尖嘴中產生氣泡　 c．未除凈可與EDTA反應的干擾離子．

Answer 1

解：（1）Cu和濃HNO3的離子反應為：Cu+4H⁺+2NO₃^-═Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；故答案為：Cu+4H⁺+2NO₃^-═Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
（2）雙氧水作氧化劑把Fe²⁺氧化為Fe³⁺；故答案為：把Fe²⁺氧化為Fe³⁺；
（3）①有碘參加反應，因此可以選用淀粉溶液作指示劑，根據滴定終點的判斷方法，要求藍色剛好褪去，且半分鐘內不恢復藍色；故答案為：淀粉溶液、藍色剛好褪去，且半分鐘內不恢復藍色；
②銅離子被I^-還原為亞銅離子，碘離子被氧化為I₂，根據原子守恒和得失電子守恒書寫離子方程式為；2Cu²⁺+4I^-═2CuI↓+I₂；故答案為：2Cu²⁺+4I^-═2CuI↓+I₂；
③根據方程式可知20.00mL溶液中n（CuSO₄?5H₂O）=n（EDTA）=c×6×10^-3mol；所以m（CuSO₄?5H₂O）=c×6×10^-3mol×250g/mol=1.5c g，因此100mL溶液中CuSO₄?5H₂O的質量為：1.5c×5=7.5cg，所以w=×100%，故答案為：×100%；
④根據CuSO₄?5H₂O質量分數的表達式：×100% 分析；
a．未干燥錐形瓶，對滴定無影響；　
b．滴定終點時滴定管尖嘴中產生氣泡，讀數時標準溶液體積偏小，結果偏小；
c．未除凈可與EDTA反應的干擾離子，導致消耗的EDTA偏多，計算結果偏大，
故答案為：c；
分析：（1）Cu和濃HNO3的離子反應
（2）雙氧水作氧化劑把Fe²⁺氧化為Fe³⁺
（3）有碘參加反應，因此可以選用淀粉溶液作指示劑，根據滴定終點的判斷方法分析；
（4）銅離子被I^-還原為亞銅離子，根據原子守恒和得失電子守恒書寫；
（5）根據方程式計算；
點評：本題考查了金屬與強氧化性酸的反應，中和滴定實驗，氧化還原反應，根據方程式的計算等，綜合性較強．