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某兴趣小组用合金铝、铁、铜的废弃合金为原料制取硝酸铜晶体和氢氧化铝,并测定硝酸铜...

某兴趣小组用合金铝、铁、铜的废弃合金为原料制取硝酸铜晶体和氢氧化铝,并测定硝酸铜晶体的结晶水含量和氢氧化铝的纯度,设计的主要流程如下:

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已知:Fe2+沉淀的pH范围为70~90;Fe3+沉淀的pH范围为19~32;Cu2+沉淀的pH范围为47~67。

(1)写出合金中加入NaOH溶液后所发生的离子反应方程式              

(2)写出滤液B中通入过量CO2的化学方程式           

(3)加入Z的作用是调节溶液的pH,除去溶液中的Fe3+,pH范围应为            ;下列可作为试剂z的是          。(填序号)

a铜粉    b氨水    c氧化铜    d 硫酸铜

(4)某同学为了测定硝酸铜晶体的结晶水含量,完成操作步骤:称量样品、加热、          、称量CuO质量、           、计算。

(5)滤渣C的质量是10g,煅烧后得到固体D690g,则滤渣C中氢氧化铝的质量分数为           。(保留两位小数)

(6)按该流程的操作步骤,氢氧化铝质量分数的测定结果偏高,可能的原因是           。(写一条即可)

 

(1)2Al+2OH-+2H2O→2AlO2-+3H2↑ (2)NaAlO2+CO2+2H2O→Al(OH)3↓+NaHCO3 (3)3.2-4.7 c(4)冷却 恒重操作 (5)0.90(6)滤渣C中混有NaHCO3,也会受热分解 【解析】 试题分析:(1)铝、铁、铜的废弃合金中加入氢氧化钠溶液溶液,铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,离子反应方程式为2Al + 2OH¯+ 2H2O →2 AlO2¯ + 3 H2↑。 (2)滤液B为偏铝酸钠和氢氧化钠的混合液,通入过量CO2的化学方程式为NaOH +CO2→NaHCO3、NaAlO2+CO2+2H2O→Al(OH)3↓+NaHCO3。 (3)滤渣B为铁和铜的混合物,加入足量硝酸,得溶液A为硝酸铁和硝酸铜的混合液,加入Z的作用是调节溶液的pH,根据金属阳离子沉淀时的pH值可知,要沉淀铁离子,而保留铜离子,则pH范围应为3.2≤pH<4.7;加入试剂Z不能引入杂质,且能消耗氢离子,则Z可以是氧化铜,答案选c。 (4)硝酸铜晶体受热易分解生成氧化铜、水、NO2和氧气,测定硝酸铜晶体的结晶水含量的操作步骤为称量样品、加热、冷却、称量CuO质量、恒重操作、计算。 (5)滤渣C煅烧后失去水的质量为10g-6.9g=3.1g,根据反应方程式2Al(OH)3Al2O3+3H2O计算氢氧化铝的质量是9.0g,所以滤渣C中氢氧化铝的质量分数为9.0g/10g=0.90。 (6)如果氢氧化铝质量分数的测定结果偏高,这说明滤渣C煅烧失重量偏大,可能的原因是滤渣C没有洗涤,混有NaHCO3,煅烧后失重偏大;滤渣C洗涤后未烘干或烘干不达标,混有微量水,煅烧后失重偏大。 考点:考查化学工艺流程分析。  
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