【題目】廢棄物的綜合利用既有利于節(jié)約資源,又有利于保護(hù)環(huán)境。實(shí)驗(yàn)室利用廢棄舊電池的銅帽(Zn、Cu總含量約為99%)回收銅并制備ZnO的部分實(shí)驗(yàn)過程如下:

(1)①銅帽溶解時(shí)加入H2O2的目的是___________________(用化學(xué)方程式表示)。

②銅帽溶解后需將溶液中過量H2O2除去。除去H2O2的簡便方法是_________________。

(2)為確定加入鋅灰(主要成分為Zn、ZnO,雜質(zhì)為鐵及其氧化物)含量,實(shí)驗(yàn)中需測(cè)定除去H2O2后溶液中Cu2+的含量。實(shí)驗(yàn)操作為:準(zhǔn)確取一定體積的含有Cu2+的溶液于帶塞錐形瓶中,加適量水稀釋,調(diào)節(jié)pH=3~4,加入過量KI,用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)。上述過程中的離子方程式如下:2Cu2++4I-=2CuI(白色)↓+I2 I2+2S2O32-=2I-+S4O62-

①滴定選用的指示劑為_____________,滴定終點(diǎn)觀察到的現(xiàn)象為_________________。

②若滴定前溶液中H2O2沒有除盡,所測(cè)定的Cu2+的含量將會(huì)__________(填“偏高”“ 偏低”“ 不變”)。

(3)已知pH>11時(shí)Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2-。下表列出了幾種離子生成氫氧化物沉淀pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0mol·L-1計(jì)算)

開始沉淀的pH

完全沉淀的pH

Fe3+

1.1

3.2

Fe 2+

5.8

8.8

Zn2+

5.9

8.9

實(shí)驗(yàn)中可選用的試劑:30%H2O2、1.0mol·L-1HNO31.0mol·L-1NaOH。

由除去銅的濾液制備ZnO的實(shí)驗(yàn)步驟依次為:

①向?yàn)V液中加入___________使其充分反應(yīng);②滴加1.0mol·L-1的氫氧化鈉,調(diào)節(jié)3.2≤pH<5.9,使___________沉淀完全;③過濾;④向?yàn)V液中滴加1.0 mol·L-1的氫氧化鈉,調(diào)節(jié)pH為________≤pH≤_______,使Zn2+沉淀完全,⑤過濾、洗滌、干燥;⑥900℃煅燒。

【答案】 Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O 加熱(至沸) 淀粉溶液 藍(lán)色褪去并半分鐘內(nèi)不恢復(fù) 偏高 30%的H2O2 Fe3+ 8.9 11

【解析】利用廢舊電池的銅帽(Zn、Cu總含量約為99%)回收 Cu并制備ZnO,電池銅帽加入水過濾后除去溶于水的雜質(zhì),在固體中加入過氧化氫溶解,銅生成硫酸銅溶液,加熱煮沸將溶液中過量的H2O2除去,加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液pH=2沉淀鐵離子,加入鋅灰(主要成分為Zn、ZnO,雜質(zhì)為鐵及其氧化物),反應(yīng)過濾得到海綿銅,沉淀鋅離子得到氫氧化鋅,分計(jì)算得出到氧化鋅,(1)①酸性條件下Cu與過氧化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸銅和水②過氧化氫加熱到153℃便猛烈的分解; (2)①根據(jù)淀粉與碘單質(zhì)作用變藍(lán)解答;②根據(jù)H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O解答。(3)滴加H2O2溶液,使Fe2+轉(zhuǎn)化完全為Fe3+,滴加NaOH溶液,形成氫氧化鐵沉淀,除雜后形成氫氧化鋅沉淀,過濾、洗滌、干燥900℃煅燒制得氧化鋅。

詳解: (1)①因?yàn)殡p氧水在酸性溶液中先把銅氧化成氧化銅,當(dāng)然這是一個(gè)微弱的反應(yīng),形成一個(gè)平衡,但是形成的氧化銅馬上就會(huì)被稀硫酸溶解,平衡被打破,反應(yīng)朝正方向進(jìn)行,故而逐漸溶解,反應(yīng)的化學(xué)方程式為: Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O;因此,本題正確答案是: Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O;
②過氧化氫性質(zhì)比較穩(wěn)定,若加熱到153℃便猛烈的分解為水和氧氣,將溶液中過量的H2O2除去可加熱至沸因此,本題正確答案是:加熱至沸;
(2)①淀粉溶液為指示劑,當(dāng)最后一滴Na2S2O3溶液滴入時(shí),溶液藍(lán)色褪去,半分鐘顏色不變,說明滴定到達(dá)終點(diǎn),因此,本題正確答案是淀粉溶液;藍(lán)色褪去并半分鐘內(nèi)不恢復(fù)
②若留有H2O2,加入KI,會(huì)有以下反應(yīng): H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O,誤當(dāng)成2Cu2++4I-=2CuI(白色)↓+I2,生成的碘,使測(cè)定結(jié)果偏高,因此,本題正確答案是:偏高.

除去銅的濾液中含有Fe3+、Fe2+、Zn2+等,若制備ZnO應(yīng)除去Fe3+Fe2+。由表中信息可知,Fe2+Zn2+開始沉淀和沉淀完全的pH均相差較小,但Fe3+Zn2+開始沉淀和沉淀完全的pH均相差較大,故可加入30% H2O2Fe2+氧化成Fe3+,再滴加NaOH溶液,調(diào)節(jié)溶液的pH(3.2≤pH<5.9),使Fe3+沉淀完全,此時(shí)Zn2+不產(chǎn)生沉淀,充分反應(yīng)后過濾,向?yàn)V液中滴加NaOH溶液,調(diào)節(jié)溶液的pH(8.9≤pH≤11),使Zn2+產(chǎn)生Zn(OH)2沉淀,并對(duì)Zn(OH)2沉淀進(jìn)行洗滌、干燥、煅燒,即可得到ZnO。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知:將Cl2通入適量NaOH溶液,產(chǎn)物中可能有NaCl、NaClO、NaClO3,且的值僅與溫度高低有關(guān),當(dāng)n(NaOH)=6a mol時(shí),下列有關(guān)說法正確的是

A. 改變溫度,反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量n的范圍:3a mol≤n≤5a mol

B. 改變溫度,產(chǎn)物中NaCl的最小理論產(chǎn)量為4a mol

C. 參加反應(yīng)的氯氣的物質(zhì)的量為6a mol

D. 某溫度下,若反應(yīng)后=6,則溶液中

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在探究新制氯水成分及性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中,依據(jù)下列方法和現(xiàn)象,不能得出相應(yīng)結(jié)論的是

方法

現(xiàn)象

結(jié)論

A

觀察氯水顏色

氯水呈黃綠色

氯水中含Cl2

B

向飽和NaHCO3溶液中加入足量氯水

有無色氣體產(chǎn)生

氯水中含HClO

C

向紅色紙條上滴加氯水

紅色紙條褪色

氯水具有漂白性

D

FeCl2溶液中滴加氯水

溶液變成棕黃色

氯水具有氧化性

A. A B. B C. C D. D

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】能正確表示下列反應(yīng)的離子方程式是

A. 過氧化鈉固體與水反應(yīng):2O22-+2H2O=4OH-+O2

B. 向明礬[KAl(SO4)2]溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至SO42-恰好沉淀完全:2Al3++3SO42-+3Ba2++6OH- =2Al(OH)3↓+3BaSO4

C. 用銅做電極電解CuSO4溶液:2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+

D. FeSO4酸性溶液暴露在空氣中:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】填寫下列空白:

(1)含有6.02×1023個(gè)HH2O,其物質(zhì)的量是_______;1 mol Na2SO4溶于水能電離出______個(gè)Na

(2)______mol H2O中含有的氧原子數(shù)與1.5 mol CO2中含有的氧原子數(shù)相等。

(3)將等物質(zhì)的量的NH3CH4混合,混合氣體中NH3CH4的質(zhì)量比為________

(4)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,密度為0.75 g·L1NH3CH4組成的混合氣體中,NH3的體積分?jǐn)?shù)為__________,該混合氣體對(duì)氫氣的相對(duì)密度為________。

(5)已知a g Ab g B恰好完全反應(yīng)生成0.2 mol Cd g D,則C的摩爾質(zhì)量為____________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】一種鋰銅可充電電池,工作原理如下圖。在該電池中,非水系電解液和水系電解液被鋰離子固體電解質(zhì)陶瓷片(Li+交換膜)隔開。下列說法不正確的是

A. 陶瓷片允許Li+通過,不允許水分子通過

B. 放電時(shí),N極為電池的正極

C. 充電時(shí),陽極反應(yīng)為:Cu-2e-== Cu2+

D. 充電時(shí),接線柱A應(yīng)與外接電源的正極相連

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】硫—碘循環(huán)分解水制氫主要涉及下列反應(yīng):

① SO2+2H2O+I2===H2SO4+2HI ② 2HIH2+I2 ③ 2H2SO4 === 2SO2+O2+2H2O

(1)整個(gè)過程中SO2、I2的作用是______

(2)一定溫度下,向1L密閉容器中加入1mol HI(g),發(fā)生反應(yīng)②,已知H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖所示,則在0~2 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v (HI) =______;

(3)已知拆開1 mol H—I鍵需要消耗298kJ能量,形成1mol H—H鍵能夠釋放436kJ能量,形成1mol I—I鍵能夠釋放151kJ能量,則在反應(yīng)②中,分解0.2mol HI時(shí)會(huì)______(填“吸收”或“釋放”)______kJ能量。

(4)實(shí)驗(yàn)室用Zn和硫酸制H2,為了加快反應(yīng)速率下列措施不可行的是__(填序號(hào))

a.加入濃硝酸 b.加入少量CuSO4 固體 c.用粗鋅代替純鋅 d.加熱 e.把鋅粒弄成鋅粉 f.用98.3%的濃硫酸

(5)氫氣可用于制燃料電池,某種氫氧燃料電池是用固體金屬化合物陶瓷作電解質(zhì),兩極上發(fā)生的電極反應(yīng)分別為:A極:2H2+2O2--4e== 2H2O ,B極:O2+4e== 2O2-,則A極是電池的___極;電子從該極___(填“流入”或“流出”)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】.十氫萘是具有高儲(chǔ)氫密度的氫能載體,經(jīng)歷十氫萘(C10H18四氫萘(C10H12萘(C10H8的脫氫過程釋放氫氣。已知:

C10H18(l)C10H12(l)3H2(g) H1

C10H12(l)C10H8(l)2H2(g) H2

H1H20;C10H18→C10H12的活化能為Ea1,C10H12→C10H8的活化能為Ea2十氫萘的常壓沸點(diǎn)為192℃;192℃,液態(tài)十氫萘的脫氫反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率約為9。請(qǐng)回答:

1)有利于提高上述反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率的條件是_________。

A.高溫高壓 B.低溫低壓 C.高溫低壓 D.低溫高壓

2)研究表明,將適量的十萘奈置于恒容密閉反應(yīng)器中,升高溫度帶來高壓,該條件下也可顯著釋氫,理由是______________________________________________________

3)溫度335℃,在恒容密閉反應(yīng)器中進(jìn)行高壓液態(tài)十氫萘(1.00 mol)催化脫氫實(shí)驗(yàn),測(cè)得C10H12C10H8的產(chǎn)率x1x2(以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)計(jì))隨時(shí)間變化關(guān)系,如圖1所示。

①在8 h時(shí),反應(yīng)體系內(nèi)氫氣的量為__________mol(忽略其他副反應(yīng))。

x1顯著低于x2的原因是________________________________________。

③在圖2中繪制“C10H18→C10H12→C10H8能量~反應(yīng)過程示意圖。

.科學(xué)家發(fā)現(xiàn),以H2ON2為原料,熔融NaOHKOH為電解質(zhì),納米Fe2O3作催化劑,在250℃和常壓下可實(shí)現(xiàn)電化學(xué)合成氨。陰極區(qū)發(fā)生的變化可視為按兩步進(jìn)行,請(qǐng)補(bǔ)充完整。

4)電極反應(yīng)式:________________________________2Fe3H2ON2Fe2O32NH3。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列說法不正確的是(  )

A. C表示質(zhì)子數(shù)為6、中子數(shù)為8的核素

B. 甲醇(CH3OH)和甘油(CH2OHCHOHCH2OH)互為同系物

C. C5H12的同分異構(gòu)體有3,其沸點(diǎn)各不相同

D. CH3CH2CH2CH(CH3)2的名稱是2甲基戊烷

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