Question

【题目】信息时代产生的电子垃圾处理不当会对环境构成威胁。某研究小组将废弃的线路板处理后，得到含Cu、Al及少量Fe的金属混合物，并设计如下流程制备硫酸铜和硫酸铝晶体。

请回答：

（1）步骤①～③所涉及的实验操作方法中，属于过滤的是______（填序号）。

（2）步骤①中Cu、Al、Fe均能与稀硫酸和浓硝酸的混合物在加热条件下反应，其中氮元素全部转化为NO。该步骤中稀硫酸的作用是______。

（3）下列关于步骤②的说法正确的是______（填字母）。

a 沉淀B为白色固体

b H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+

c 可以用Ba(OH)2溶液替换NaOH溶液

（4）已知AlO2-+ 4H+=Al3+ + 2H2O。由沉淀B制取Al2(SO4)3·18H2O的操作是：将沉淀B转移到烧杯中，______，将溶液加热蒸发、冷却结晶、过滤得到产品。

Answer 1

【答案】②③ 提供H+和SO42 b 加入氢氧化钠溶液至沉淀不再减少，过滤，向所得滤液中加入足量稀硫酸，充分反应

【解析】

第①步稀硫酸、浓硝酸混合酸后加热，Cu、Al、Fe发生反应生成Cu2+、Al3+、Fe3+、Fe2+，所以溶液A中的离子是Cu2+、Al3+、Fe3+、Fe2+；第②步加H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+；过氧化氢做氧化剂不引入杂质，对环境无污染，再加入氢氧化钠使Al3+、Fe3+形成氢氧化物沉淀；第③步将硫酸铜溶液蒸发结晶得到五水硫酸铜晶体；在沉淀B中加NaOH和Al(OH)3反应生成NaAlO2，再在滤液中加H2SO4生成Al2(SO4)3，蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体，据此分析解答。

(1)根据上述分析，步骤①～③所涉及的实验操作方法中，步骤②中分离得到了沉淀B，为过滤，步骤③中得到了五水硫酸铜晶体，也是过滤，因此属于过滤的是②和③，故答案为：②③；

(2)步骤①中Cu、Al、Fe均能与稀硫酸和浓硝酸的混合物在加热条件下反应，其中氮元素全部转化为NO，3Cu+8H++2NO3-3Cu2++2NO↑+4H2O，该步骤中稀硫酸可以提供H+参与反应，同时提供SO42，在③中形成硫酸铜晶体，故答案为：提供H+和SO42；

(3)a. 沉淀B的主要成分中有氢氧化铁，是红褐色固体，故a错误；b. H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+，便于与铜离子分离，故b正确；c. 如果用Ba(OH)2溶液替换NaOH溶液，则会生成硫酸钡沉淀，因此不可以用Ba(OH)2溶液替换NaOH溶液，故c错误；故答案为：b；

(4)已知AlO2-+ 4H+=Al3+ + 2H2O。由沉淀B制取Al2(SO4)3·18H2O，需要将氢氧化铝和氢氧化铁先分离，可以用氢氧化钠溶解氢氧化铝，过滤除去氢氧化铁固体，然后将溶液酸化即可得到Al2(SO4)3，因此步骤为：将沉淀B转移到烧杯中，加入氢氧化钠溶液至沉淀不再减少，过滤，向所得滤液中加入足量稀硫酸，充分反应，将溶液加热蒸发、冷却结晶、过滤得到产品，故答案为：加入氢氧化钠溶液至沉淀不再减少，过滤，向所得滤液中加入足量稀硫酸，充分反应。