Question

信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了威胁．某研究性学习小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：

（1）第①步Cu与酸反应的离子方程式为______．
（2）第②步加H2O₂的作用是______．
（3）该探究小组提出两种方案测定CuSO₄?5H₂O晶体的纯度．
方案一：取a g试样溶于水，加入过量KI固体，充分反应，生成白色沉淀．用0.100 0mol?L^-1Na₂S₂O₃标准溶液滴定（原理为I₂+2S₂O^2-═2I-+S₄O^2-），到达滴定终点时，消耗Na₂S₂O₃标准溶液20.00mL．
①滴定过程中可选用______作指示剂，滴定终点的现象是______．
②CuSO₄溶液与KI反应的离子方程式为______．
方案二：取a g试样配成100mL溶液，每次取20.00mL，消除干扰离子后，用c mol?L^-1　 EDTA（H₂Y^2-　 ）标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液6mL．滴定反应如下：Cu₂++H₂Y₂-═CuY₂-+2H⁺．
③写出计算CuSO₄?5H₂O质量分数的表达式w=______．
④下列操作会导致CuSO₄?5H₂O含量的测定结果偏高的是______（填字母）．
a．未干燥锥形瓶　b．滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡　 c．未除净可与EDTA反应的干扰离子．

Answer 1

解：（1）Cu和浓HNO3的离子反应为：Cu+4H⁺+2NO₃^-═Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；故答案为：Cu+4H⁺+2NO₃^-═Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
（2）双氧水作氧化剂把Fe²⁺氧化为Fe³⁺；故答案为：把Fe²⁺氧化为Fe³⁺；
（3）①有碘参加反应，因此可以选用淀粉溶液作指示剂，根据滴定终点的判断方法，要求蓝色刚好褪去，且半分钟内不恢复蓝色；故答案为：淀粉溶液、蓝色刚好褪去，且半分钟内不恢复蓝色；
②铜离子被I^-还原为亚铜离子，碘离子被氧化为I₂，根据原子守恒和得失电子守恒书写离子方程式为；2Cu²⁺+4I^-═2CuI↓+I₂；故答案为：2Cu²⁺+4I^-═2CuI↓+I₂；
③根据方程式可知20.00mL溶液中n（CuSO₄?5H₂O）=n（EDTA）=c×6×10^-3mol；所以m（CuSO₄?5H₂O）=c×6×10^-3mol×250g/mol=1.5c g，因此100mL溶液中CuSO₄?5H₂O的质量为：1.5c×5=7.5cg，所以w=×100%，故答案为：×100%；
④根据CuSO₄?5H₂O质量分数的表达式：×100% 分析；
a．未干燥锥形瓶，对滴定无影响；　
b．滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡，读数时标准溶液体积偏小，结果偏小；
c．未除净可与EDTA反应的干扰离子，导致消耗的EDTA偏多，计算结果偏大，
故答案为：c；
分析：（1）Cu和浓HNO3的离子反应
（2）双氧水作氧化剂把Fe²⁺氧化为Fe³⁺
（3）有碘参加反应，因此可以选用淀粉溶液作指示剂，根据滴定终点的判断方法分析；
（4）铜离子被I^-还原为亚铜离子，根据原子守恒和得失电子守恒书写；
（5）根据方程式计算；
点评：本题考查了金属与强氧化性酸的反应，中和滴定实验，氧化还原反应，根据方程式的计算等，综合性较强．