Question

【題目】信息時代產生的大量電子垃圾對環境構成了極大的威脅。某“變廢為寶”學生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__________________；得到濾渣1的主要成分為______（寫化學式）。

(2)第②步加H2O2的作用是______________________（用離子方程式表示）；使用H2O2的優點是____________；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______________。

Answer 1

【答案】Cu＋4H＋＋2NO3—Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O或3Cu＋8H＋＋2NO3—3Cu2＋＋2NO↑＋4H2OAu、Pt2H+＋2Fe2+＋H2O2＝2Fe3+＋2H2O不引入雜質，對環境無污染Fe3＋、Al3＋加熱脫水

【解析】

(1)金屬混合物加入稀硫酸、濃硝酸混合酸后加熱,Cu、Al、Fe發生反應，而Au、Pt不反應；

(2)過氧化氫為綠色強氧化劑，且被還原為水,無雜質無污染；過氧化氫可以氧化亞鐵離子為鐵離子易于沉淀除去,調節溶液PH目的是鐵離子和鋁離子全部沉淀；

(3)在坩堝中給晶體加熱脫水；

(1)稀硫酸、濃硝酸混合酸后加熱，Cu、Al、Fe發生反應生成Cu2＋、Al3＋ 、Fe2+，所以濾渣1的成分是Pt和Au，濾液1中的離子是Cu2＋、Al3＋ 、Fe2+；第①步Cu與混酸反應的離子方程式為：Cu＋4H＋＋2NO3—Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O或3Cu＋8H＋＋2NO3—3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；綜上所述，本題答案是：Cu＋4H＋＋2NO3—Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O或3Cu＋8H＋＋2NO3—3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；Pt和Au。

(2)第②步加H2O2的作用是將Fe2+氧化為Fe3+，離子方程式為：2H+＋2Fe2+＋H2O2＝2Fe3+＋2H2O；使用H2O2的優點是過氧化氫做氧化劑被還原后為水,不引入雜質,對環境無污染；調節溶液pH使鐵離子和鋁離子全部沉淀后過濾得到氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀；綜上所述，本題答案：2H+＋2Fe2+＋H2O2＝2Fe3+＋2H2O ；不引入雜質，對環境無污染； Fe3＋、Al3＋ 。

(3)第③步由五水硫酸銅制備硫酸銅的方法應是在坩堝中加熱脫水；綜上所述，本題答案是：加熱脫水。