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定氫氧化鋁的純度，設(shè)計的主要流程如下：

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）實驗操作①依次是____、___，過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量氫氧化鈉溶液過濾得到濾渣B為Cu、Fe，濾液為NaAlO2溶液，通入過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，濾液通過蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過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、過濾洗滌即可得硝酸銅晶體；

（4）根據(jù)差量計量氫氧化鋁的質(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沒有洗滌，混有NaHCO3，濾渣C洗滌后未烘干或烘干不達標(biāo)，故答案為：濾渣C沒有洗滌，混有NaHCO3，煅燒后失重偏大；濾渣C洗滌后未烘干或烘干不達標(biāo)，混有微量水，煅燒后失重偏大。