Question

【題目】信息時代產生的大量電子垃圾對環境造成了極大的威脅．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、、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晶體的路線：

回答下列問題：

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 ______ ．

第②步加入的作用是 ______ ，使用的優點是 ______ ；調節pH的目的是使 ______ 生成沉淀．

由濾渣2制取，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 ______ ；

探究小組用滴定法測定含量．取ag試樣配成100mL溶液，每次取，消除干擾離子后，用c標準溶液滴定至終點，平均消耗EDTA溶液b滴定反應如下：寫出計算質量分數的表達式 ______ ．

Answer 1

【答案】 Au、Pt 把氧化為 不引入雜質，產物對環境無污染 、 甲 濾渣中只加硫酸會生成硫酸鐵和硫酸鋁，冷卻、結晶、過濾得到的硫酸鋁晶體中混有大量硫酸鐵雜質

【解析】

(1)稀硫酸、濃硝酸混合酸后加熱，Cu、Al、Fe發生反應生成、、；所以濾渣1的成分是Pt和Au，濾液1中的離子是、、；

(2)過氧化氫具有氧化性且被還原為水，無雜質無污染；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；第②步加的作用是把氧化為，該氧化劑的優點是不引入雜質，產物對環境物污染；調溶液pH的目的是使和形成沉淀．所以濾液2的成分是Cu2+，濾渣2的成分為氫氧化鐵和氫氧化鋁；

(3)依據實驗方案過程分析制備晶體中是否含有雜質，使用的試劑作用，原料的利用率，原子利用率因素分析判斷；

(4)依據滴定實驗和反應離子方程式計算得到。

(1)稀硫酸、濃硝酸混合酸后加熱，Cu、Al、Fe發生反應生成、、；所以濾渣1的成分是Pt和Au，濾液1中的離子是、、；第①步Cu與酸反應的離子方程式為：，Au、Pt和酸不反應，所以是濾渣；故答案為：，Au、Pt；

(2)第②步加的作用是將氧化為，過氧化氫做氧化劑不引入雜質，對環境無污染，調節溶液pH鐵離子和鋁離子全部沉淀后過濾得到氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀和濾液硫酸銅，故答案為：將氧化為，不引入雜質，產物對環境無污染，、生成沉淀；

(3)制備硫酸鋁晶體的甲、乙、丙三種方法中，甲方案在濾渣中只加硫酸會生成硫酸鐵和硫酸鋁，冷卻、結晶、過濾得到的硫酸鋁晶體中混有大量硫酸鐵雜質，方法不可行，故答案為：甲，濾渣中只加硫酸會生成硫酸鐵和硫酸鋁，冷卻、結晶、過濾得到的硫酸鋁晶體中混有大量硫酸鐵雜質；

(4)取試樣配成100mL溶液，每次取，消除干擾離子后，用標準溶液滴定至終點，平均消耗EDTA溶液，滴定反應如下：，銅離子物質的量和標準液物質的量相同；依據元素守恒得到：

則20ml溶液中含有的物質的量為；100ml溶液中含；所以質量分數的表達式；故答案為：。