Question

【題目】某興趣小組用合金鋁、鐵、銅的廢棄合金為原料制取硝酸銅晶體和氫氧化鋁并測(cè)定氫氧化鋁的純度，設(shè)計(jì)的主要流程如下：

已知：Fe2+沉淀的pH范圍為7.0～9.0；Fe3+沉淀的pH范圍為1.9～3.2；Cu2+沉淀的pH范圍為4.7～6.7。

（1）寫(xiě)出合金中加入NaOH溶液后所發(fā)生的離子反應(yīng)方程式___，試劑X的名稱為__。

（2）加入Z的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH，pH范圍應(yīng)為___；下列可作為試劑z的是___。

a．銅粉 b．氨水 c．氧化銅 d．硫酸銅

（3）實(shí)驗(yàn)操作①依次是____、___，過(guò)濾洗滌即可得到硝酸銅晶體。

（4）根據(jù)流程圖內(nèi)數(shù)據(jù)計(jì)算：濾渣C中氫氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___。（用m、n的代數(shù)式表示）

（5）按該流程的操作步驟，氫氧化鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定結(jié)果可能性是非常大的，原因有①___；②____。

Answer 1

【答案】2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ 硝酸 3.2≤pH＜4.7 c 蒸發(fā)濃縮 降溫結(jié)晶 濾渣C沒(méi)有洗滌，混有NaHCO3，煅燒后失重偏大 濾渣C洗滌后未烘干或烘干不達(dá)標(biāo)，混有微量水，煅燒后失重偏大

【解析】

含有鋁、鐵、銅的廢棄合金加入過(guò)量氫氧化鈉溶液過(guò)濾得到濾渣B為Cu、Fe，濾液為NaAlO2溶液，通入過(guò)量的二氧化碳生成氫氧化鋁和碳酸氫鈉溶液；濾渣中加入X生成Y和溶液A，Y通入氧氣反應(yīng)生成X，判斷X為HNO3，Y為NO氣體，溶液A為Fe（NO3）3，Cu（NO3）2，加入Z調(diào)節(jié)溶液pH使鐵離子沉淀得到濾渣E為Fe（OH）3，濾液通過(guò)蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾洗滌得到硝酸銅晶體；

（1）合金中只有鋁與加入NaOH溶液反應(yīng)，所以離子方程式為：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；

（2）鐵離子完全沉淀，而銅離子不能沉淀，所以PH控制在3.2≤pH<4.7，除雜不能引入新的雜質(zhì)；

（3）從硝酸銅溶液中得到硝酸銅晶體應(yīng)采用蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過(guò)濾洗滌即可得硝酸銅晶體；

（4）根據(jù)差量計(jì)量氫氧化鋁的質(zhì)量，然后根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：氫氧化鋁的質(zhì)量÷濾渣的總質(zhì)量×100%，來(lái)求解；

（5）可能是碳酸氫鈉的溶解度小而析出到濾渣中，或者烘干不到位的因素造成。

（1）合金中只有鋁與加入NaOH溶液反應(yīng)，所以離子方程式為：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑

，由分析可知X是硝酸，故答案為：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，硝酸；

（2）鐵離子完全沉淀，而銅離子不能沉淀，所以pH控制在3.2≤pH<4.7，除雜不能引入新的雜質(zhì)，加入銅粉將鐵離子還原成亞鐵離子，而氨水引入銨根離子，硝酸銅溶液起不到調(diào)節(jié)pH的作用，所以只能用氧化銅，故答案為：3.2≤pH<4.7；c；

（3）從硝酸銅溶液中得到硝酸銅晶體應(yīng)采用蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過(guò)濾洗滌即可得硝酸銅晶體，故答案為：蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶；

（4）由2Al（OH）3=Al2O3+3H2O可知水的質(zhì)量為：（m-n）g，所以氫氧化鋁的質(zhì)量為：（78×2）÷(3×18)×(m-n)，所以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：26（m-n）÷9m

故答案為：；

（5）濾渣C沒(méi)有洗滌，混有NaHCO3，濾渣C洗滌后未烘干或烘干不達(dá)標(biāo)，故答案為：濾渣C沒(méi)有洗滌，混有NaHCO3，煅燒后失重偏大；濾渣C洗滌后未烘干或烘干不達(dá)標(biāo)，混有微量水，煅燒后失重偏大。