Question

【题目】信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究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 的合金，并设计出由合金制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：

请回答下列问题：

（1）第①步Fe与过量的浓 HNO3 反应的离子方程式为_________，得到滤渣 1 的主要成分为__________。

（2）第②步加H2O2的作用是做氧化剂，将溶液中的 Fe2+氧化为Fe3+，用H2O2 做氧化剂的优点是______。

（3）滤渣 2 的主要成分是 Al(OH)3 和 Fe(OH)3，在生产中利用何种化学原理分离两种沉淀，写出反应的离子方程式_______。

（4）第③步蒸发所需玻璃仪器为________。

Answer 1

【答案】Fe+6H++3NO3-Fe3+ +3NO2↑+3H2O Au、Pt 不引入新的杂质，对环境无污染 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O 酒精灯、玻璃棒

【解析】

稀硫酸、浓硝酸混合后加热，硝酸足量，故Cu、Al、Fe发生反应生成Cu2+、Al3+、Fe2+，滤渣1的成分是Pt和Au，滤液1中的金属离子是Cu2+、Al3+、Fe2+，H2O2具有氧化性，可以氧化Fe2+为Fe3+，然后通过调整溶液的pH使Fe3+和Al3+全部形成沉淀过滤除去，滤渣2的成分为氢氧化铁和氢氧化铝，滤液2中主要成分是硫酸铜，通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到CuSO45H2O晶体，以此解答该题。

(1) 第①步Fe与过量的浓HNO3在加热使肤色反应，Fe被氧化为Fe(NO3)3，硝酸被还原为NO2，同时产生水，根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得该反应的离子方程式为Fe+6H++3NO3-Fe3+ +3NO2↑+3H2O；在该操作中Fe、Al、Cu发生反应变为金属阳离子进入溶液，而活动性弱的金属Au、Pt不能被酸溶解，进入滤渣，因此滤渣1的主要成分是Pt和Au；

(2)H2O2具有氧化性，可以氧化Fe2+为Fe3+，而H2O2的还原产物是水，不会引入杂质，对环境无污染；

(3)Al(OH)3是两性氢氧化物，Al(OH)3溶于NaOH溶液而Fe(OH)3是碱，不能被碱溶解，则可以用NaOH溶液把Al(OH)3和 Fe(OH)3分离，该反应的离子方程式为Al(OH)3+OH- =AlO2-+2H2O；

(4)第③步蒸发所需仪器为酒精灯、玻璃棒，蒸发皿，玻璃仪器有：酒精灯、玻璃棒。