Question

【題目】信息時代產生的大量電子垃圾對環(huán)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 的合金，并設計出由合金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Fe與過量的濃 HNO3 反應的離子方程式為_________，得到濾渣 1 的主要成分為__________。

（2）第②步加H2O2的作用是做氧化劑，將溶液中的 Fe2+氧化為Fe3+，用H2O2 做氧化劑的優(yōu)點是______。

（3）濾渣 2 的主要成分是 Al(OH)3 和 Fe(OH)3，在生產中利用何種化學原理分離兩種沉淀，寫出反應的離子方程式_______。

（4）第③步蒸發(fā)所需玻璃儀器為________。

Answer 1

【答案】Fe+6H++3NO3-Fe3+ +3NO2↑+3H2O Au、Pt 不引入新的雜質，對環(huán)境無污染 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O 酒精燈、玻璃棒

【解析】

稀硫酸、濃硝酸混合后加熱，硝酸足量，故Cu、Al、Fe發(fā)生反應生成Cu2+、Al3+、Fe2+，濾渣1的成分是Pt和Au，濾液1中的金屬離子是Cu2+、Al3+、Fe2+，H2O2具有氧化性，可以氧化Fe2+為Fe3+，然后通過調整溶液的pH使Fe3+和Al3+全部形成沉淀過濾除去，濾渣2的成分為氫氧化鐵和氫氧化鋁，濾液2中主要成分是硫酸銅，通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾得到CuSO45H2O晶體，以此解答該題。

(1) 第①步Fe與過量的濃HNO3在加熱使膚色反應，Fe被氧化為Fe(NO3)3，硝酸被還原為NO2，同時產生水，根據電子守恒、電荷守恒及原子守恒，可得該反應的離子方程式為Fe+6H++3NO3-Fe3+ +3NO2↑+3H2O；在該操作中Fe、Al、Cu發(fā)生反應變?yōu)榻饘訇栯x子進入溶液，而活動性弱的金屬Au、Pt不能被酸溶解，進入濾渣，因此濾渣1的主要成分是Pt和Au；

(2)H2O2具有氧化性，可以氧化Fe2+為Fe3+，而H2O2的還原產物是水，不會引入雜質，對環(huán)境無污染；

(3)Al(OH)3是兩性氫氧化物，Al(OH)3溶于NaOH溶液而Fe(OH)3是堿，不能被堿溶解，則可以用NaOH溶液把Al(OH)3和 Fe(OH)3分離，該反應的離子方程式為Al(OH)3+OH- =AlO2-+2H2O；

(4)第③步蒸發(fā)所需儀器為酒精燈、玻璃棒，蒸發(fā)皿，玻璃儀器有：酒精燈、玻璃棒。