Question

13．某化學(xué)興趣探究小組將一批廢棄的線路板簡(jiǎn)單處理后，得到含Cu（70%）、Al（25%）、Fe（4%）及少量Au、Pt等金屬的混合物，并設(shè)計(jì)出如下制備硫酸銅和硫酸鋁晶體的路線：

（1）在金屬混合物與酸的反應(yīng)中，表現(xiàn)氧化性的離子為NO₃^-；得到濾渣1的主要成分為Au、Pt．
（2）第②步加H₂O₂后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
通過(guò)加入NaOH調(diào)節(jié)溶液的pH，其目的是使Al³⁺、Fe³⁺轉(zhuǎn)化為沉淀；
（3）通過(guò)操作Ⅱ可以由濾渣2制取Al₂（SO₄）₃•18H₂O．下列是操作Ⅱ的一種實(shí)驗(yàn)方案．

實(shí)驗(yàn)中：試劑1是H₂SO₄，試劑2是Al．（填化學(xué)式）

Answer 1

分析 Cu、Fe、Al、Au的混合物中加入硫酸和濃硝酸的混合物溶解，可以得到濾液1為鐵鹽、鋁鹽、銅鹽溶液，濾渣1為Au、Pt，向?yàn)V液1中加入雙氧水和氫氧化鈉，加H₂O₂的作用是把Fe²⁺氧化為Fe³⁺，結(jié)合沉淀的pH可知，調(diào)節(jié)pH為＜4，過(guò)濾分離出氫氧化鐵，再調(diào)節(jié)pH為5左右，過(guò)濾得濾液2為硫酸銅溶液，濾渣2為Al（OH）₃，加硫酸溶解后結(jié)晶得到晶體，
（1）在金屬混合物與酸的反應(yīng)中，硝酸充當(dāng)氧化劑，根據(jù)上面的分析可知濾渣1的成份；
（2）過(guò)氧化氫具有氧化性且被還原為水，無(wú)雜質(zhì)無(wú)污染；可以氧化亞鐵離子為鐵離子易于沉淀除去，調(diào)節(jié)溶液PH目的是鐵離子和鋁離子全部沉淀；第②步加H₂O₂的作用是把Fe²⁺氧化為Fe³⁺，該氧化劑的優(yōu)點(diǎn)是不引入雜質(zhì)，產(chǎn)物對(duì)環(huán)境物污染．調(diào)溶液PH的目的是使Fe³⁺和Al³⁺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）濾渣2含有氫氧化鐵、氫氧化鋁，加入硫酸后再加入鋁可除雜鐵，蒸發(fā)結(jié)晶可得到硫酸鋁晶體．

解答 解：Cu、Fe、Al、Au的混合物中加入硫酸和濃硝酸的混合物溶解，可以得到濾液1為鐵鹽、鋁鹽、銅鹽溶液，濾渣1為Au、Pt，向?yàn)V液1中加入雙氧水和氫氧化鈉，加H₂O₂的作用是把Fe²⁺氧化為Fe³⁺，結(jié)合沉淀的pH可知，調(diào)節(jié)pH為＜4，過(guò)濾分離出氫氧化鐵，再調(diào)節(jié)pH為5左右，過(guò)濾得濾液2為硫酸銅溶液，濾渣2為Al（OH）₃，加硫酸溶解后結(jié)晶得到晶體，
（1）在金屬混合物與酸的反應(yīng)中，硝酸充當(dāng)氧化劑，根據(jù)上面的分析可知濾渣1為Au、Pt，故答案為：NO₃^-；Au、Pt；
（2）第②步加H₂O₂是為了將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，濾液1為鐵鹽、鋁鹽溶液，加入過(guò)量NaOH溶液，調(diào)節(jié)溶液PH鐵離子和鋁離子全部沉淀后過(guò)濾得到氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀和濾液硫酸銅，
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；使Al³⁺、Fe³⁺轉(zhuǎn)化為沉淀；
（3）先在濾渣中加H₂SO₄，生成Fe₂（SO₄）₃和Al₂（SO₄）₃，再加Al粉和Fe₂（SO₄）₃生成Al₂（SO₄）₃，蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶、過(guò)濾可得硫酸鋁晶體，
故答案為：H₂SO₄；Al．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)，為高頻考點(diǎn)，把握制備實(shí)驗(yàn)流程及物質(zhì)組成、性質(zhì)、發(fā)生的反應(yīng)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，題目難度中等．