Question

某探究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:

請回答下列問題:
（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　                             ; 
調溶液pH的目的是使　　　　生成沉淀。 
（3）用第③步所得CuSO₄·5H₂O制備無水CuSO₄的方法是　　　　。 
（4）由濾渣2制取Al₂（SO₄）₃·18H₂O ,探究小組設計了三種方案:

上述三種方案中,　　　　方案不可行,原因是　                                　　　; 
從原子利用率角度考慮,　　　　方案更合理。 
（5）探究小組用滴定法測定CuSO₄·5H₂O含量。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c mol /L EDTA（H₂Y^2-）標準溶液滴定至終點,平均消耗EDTA溶液b mL。滴定反應如下:Cu²⁺+H₂Y^2-CuY^2-+2H⁺。寫出計算CuSO₄·5H₂O質量分數的表達式w=　                    ; 
下列操作會導致CuSO₄·5H₂O含量的測定結果偏高的是　　　　              。 
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

（1）Cu+2N+4H⁺Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O或3Cu+2N+8H⁺3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O（2分）
（2）將Fe²⁺氧化為Fe³⁺（1分）　Fe³⁺、Al³⁺（2分）
（3）加熱脫水（2分）
（4）甲（2分）　所得產品中含有較多Fe₂（SO₄）₃雜質（1分）　乙（2分）
（5）×100%�。�2分）  c（2分）

（1）銅和濃硝酸、稀硫酸的混合酸反應為:
開始發生:Cu+2N+4H⁺Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O,
最后發生:3Cu+2N+8H⁺3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O;金屬混合物中只有Au和Pt不溶于硝酸,故濾渣的主要成分是Au和Pt;（2）第②步加入H₂O₂的目的是將Fe²⁺氧化為Fe³⁺;H₂O₂氧化Fe²⁺時生成的是Fe³⁺和H₂O,不引入雜質,對環境無污染;調整pH,使溶液中的Fe³⁺、Al³⁺轉化為沉淀;（3）用第③步中所得的五水硫酸銅制取無水硫酸銅的方法是加熱脫水;（4）濾渣2的主要成分是氫氧化鐵和氫氧化鋁,以此為基礎分析該探究小組設計的三種方法,其中方案甲中制得的產品中一定含有較多的Fe₂（SO₄）₃雜質;方案乙和丙中,從原子利用的角度考慮,乙方案最合理;（5）根據探究小組的方案,可知計算五水硫酸銅質量分數的表達式為:
×100%;滴定過程中,未干燥錐形瓶,對結果無影響,排除a;滴定終點時滴定管尖嘴中產生氣泡,造成消耗EDTA的讀數偏小,測定結果偏低,排除b;未除凈干擾離子,造成EDTA消耗偏多,測定結果偏高,選c。