Question

【題目】廢棄物的綜合利用既有利于節(jié)約資源，又有利于保護環(huán)境．實驗室利用廢舊電池的銅帽（Cu、Zn 總含量約為99%）回收Cu并制備ZnO 的部分實驗過程如下：
（1）寫出銅帽溶解時銅與加入的稀硫酸、30%H2O2反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式：；銅帽溶解完全后，需加熱（至沸）將溶液中過量的H2O2除去．
（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）的量，實驗中需測定除去H2O2 后溶液中Cu2+的含量．實驗操作為：準確量取一定體積的含有Cu2+的溶液于帶塞錐形瓶中，加適量水稀釋，調(diào)節(jié)溶液pH=3～4，加入過量的KI，用Na2S2O3標準溶液滴定至終點．上述過程中反應(yīng)的離子方程式如下： 2Cu2++4I﹣=2CuI（白色）↓+I2 2S2O32﹣+I2=2I﹣+S4O62﹣
①滴定選用的指示劑為 ， 滴定終點觀察到的現(xiàn)象為；
②某同學(xué)稱取1.0g電池銅帽進行實驗，得到100.00mL含有Cu2+的溶液，量取20.00mL上述含有Cu2+的溶液于帶塞錐形瓶中，加適量水稀釋，調(diào)節(jié)溶液pH=3～4，加入過量的KI，用0.1000mol/L Na2S2O3標準溶液滴定至終點．再重復(fù)操作實驗3次，記錄數(shù)據(jù)如下：

實驗編號	1	2	3	4
V（Na2S2O3）（mL）	28.32	25.31	25.30	25.32

計算電池銅帽中Cu的質(zhì)量分數(shù)為 ， （結(jié)果保留四位有效數(shù)字）若滴定前溶液中的H2O2沒有除盡，則所測定c （Cu2+）將會（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）；
（3）常溫下，若向50mL 0.0001mol/L CuSO4溶液中加入50mL0.00022mol/LNaOH溶液，生成了沉淀．已知KSP[Cu （OH）2]=2.0×10﹣20（mol/L）3 ， 計算沉淀生成后溶液中c（Cu2+）=mol/L；
（4）已知pH＞11 時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的pH（開始沉淀的pH 按金屬離子濃度為1.0molL﹣1計算）．

	開始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe3+	1.1	3.2
Fe2+	1.8	8.8
Zn2+	5.9	8.9

實驗中可選用的試劑：30%H2O2、1.0molL﹣1HNO3、1.0molL﹣1NaOH．由除去銅的濾液制備ZnO的實驗步驟依次為：①向濾液中加入適量30% H2O2 ， 使其充分反應(yīng)；
②；③過濾；
④；⑤過濾、洗滌、干燥；⑥900℃煅燒．

Answer 1

【答案】
（1）Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O
（2）淀粉溶液；藍色褪去；80.99%；偏大
（3）2×10﹣10
（4）滴加1.0mol?L﹣1NaOH，調(diào)節(jié)溶液PH約為5（或3.2≤pH＜5.9），使Fe3+沉淀完全；向濾液中滴加1.0mol?L﹣1NaOH，調(diào)節(jié)溶液PH約為10（或8.9≤pH≤11），使Zn2+沉淀完全
【解析】解：（1）因為雙氧水在酸性溶液中先把銅氧化成氧化銅，當然這是一個微弱的反應(yīng)，形成一個平衡，但是形成的氧化銅馬上就會被稀硫酸溶解，平衡被打破，反應(yīng)朝正方向進行，故而逐漸溶解，反應(yīng)的離子方程式為：Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O；所以答案是：Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O；（2）①淀粉溶液為指示劑，當最后一滴Na2S2O3溶液滴入時，溶液藍色褪去，半分鐘顏色不變，說明滴定到達終點，所以答案是：淀粉溶液；藍色褪去；②根據(jù)題中數(shù)據(jù)可知，第一次數(shù)據(jù)偏差較大，為偶然誤差，應(yīng)去掉，所以Na2S2O3標準溶液的體積為 mL=25.31mL，則消耗的Na2S2O3的物質(zhì)的量為0.1000mol/L×0.02531L=0.002531mol，根據(jù)反應(yīng)2Cu2++4I﹣═2CuI（白色）↓+I2、2S2O32﹣+I2═2I﹣+S4O62﹣得關(guān)系式2Cu2+～I2～2S2O32﹣ ， 根據(jù)關(guān)系可求得銅元素的質(zhì)量為0.002531mol× ×64g/mol=0.8099g，所以銅的質(zhì)量分數(shù)為 ×100%=80.99%，若滴定前溶液中的H2O2沒有除盡，則加入碘離子后雙氧水氧化碘離子產(chǎn)生的碘單質(zhì)，會導(dǎo)致Na2S2O3標準溶液消耗偏大，則所測定c （Cu2+）將會偏大，所以答案是：80.99%；偏大；（3）常溫下，若向50mL 0.0001mol/L CuSO4溶液中加入50mL0.00022mol/LNaOH溶液，生成氫氧化銅沉淀，溶液中剩余的氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度為 =0.00001mol/L，所以c（Cu2+）= = mol/L=2×10﹣10mol/L， 所以答案是：2×10﹣10；（4）由除去銅的濾液制備ZnO 的實驗步驟依次為：①①向濾液中加入30%H2O2 ， 使其充分反應(yīng)，目的使Fe2+轉(zhuǎn)化完全為Fe3+；②滴加NaOH溶液，調(diào)節(jié)溶液PH約為5（或3.2≤pH＜5.9），使Fe3+沉淀完全，③過濾，④向濾液中滴加1.0molL﹣1NaOH，調(diào)節(jié)溶液PH約為10（或8.9≤pH≤11），使Zn2+沉淀完全，⑤過濾、洗滌、干燥；⑥900℃煅燒，制得氧化鋅，所以答案是：滴加1.0molL﹣1NaOH，調(diào)節(jié)溶液PH約為5（或3.2≤pH＜5.9），使Fe3+沉淀完全；向濾液中滴加1.0molL﹣1NaOH，調(diào)節(jié)溶液PH約為10（或8.9≤pH≤11），使Zn2+沉淀完全．