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，并測定硝酸銅晶體的結晶水含量和氫氧化鋁的純度，設計的主要流程如下：

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

回答下列問題：

（1）寫出合金中加入NaOH溶液后所發生的離子反應方程式_______________________。試劑X的名稱為______________。

（2）加入Z的作用是調節溶液的pH，pH范圍應為_____；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_________、_________、過濾洗滌即可得硝酸銅晶體。

（4）測定硝酸銅晶體的結晶水含量，下列方案中肯定不可行的是______。（選填編號）

a．稱量樣品→加熱→冷卻→稱量CuO

b．稱量樣品→加熱→冷卻→稱量Cu(NO3)2

c．稱量樣品→加熱→用已知質量的無水氯化鈣吸收水蒸氣并稱量

d．稱量樣品→加過量已知量的NaOH溶液→選用酚酞指示劑用標準鹽酸滴定

（5）根據流程圖內數據計算：濾渣C中氫氧化鋁的質量分數為______________________。（用m、n的代數式表示）

（6）按該流程的操作步驟，氫氧化鋁質量分數的測定結果偏高的可能性是最大的，原因有_______________________________；____________________________________。

Answer 1

【答案】2Al + 2OH+ 2H2O =2 AlO2+ 3 H2↑ 稀硝酸（或硝酸） 3.2≤pH＜4.7 c 蒸發濃縮 降溫結晶 bd 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，混有微量水，煅燒后失重偏大

【解析】

（1）合金中只有鋁和氫氧化鈉溶液反應，則合金中加入NaOH溶液后所發生的離子反應方程式為2Al + 2OH+ 2H2O →2 AlO2+ 3 H2↑。由于最終要制備硝酸銅晶體，則試劑X的名稱為稀硝酸；

（2）加入Z的作用是調節溶液的pH，根據金屬陽離子沉淀時的pH值可知，要沉淀鐵離子，而保留銅離子，則pH范圍應為3.2≤pH＜4.7；由于不能引入雜質，且能消耗氫離子，則Z可以是氧化銅；

答案選c；

（3）從溶液中得到晶體的一般操作是蒸發濃縮、降溫結晶、過濾、洗滌；

（4）硝酸銅晶體受熱易分解生成氧化銅、水、NO2和氧氣，則

a、稱量樣品→加熱→冷卻→稱量CuO，根據硝酸銅分解的方程式以及氧化銅的質量可測定Cu（NO3）2nH2O的結晶水含量，a正確；

b．因硝酸銅易分解，稱量樣品→加熱無法恰好使結晶水合物恰好分解為硝酸銅，b錯誤；

c．稱量樣品→加熱→用已知質量的無水氯化鈣吸收水蒸氣并稱量，根據水的質量以及結晶水合物的質量可以求解，c正確；

d．稱量樣品→加過量已知量的NaOH溶液→選用酚酞指示劑用標準鹽酸滴定，產生的氫氧化銅也能與鹽酸反應，方案錯誤，d不正確；

答案選bd；

（5）煅燒后失去水的質量水mg—ng，則氫氧化鋁的質量是，所以濾渣C中氫氧化鋁的質量分數為；

（6）如果氫氧化鋁質量分數的測定結果偏高，這說明mn偏大，因此可能性是最大的原因有濾渣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，混有微量水，煅燒后失重偏大。