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(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寫出銅帽溶解過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 。

②銅帽溶解后需將溶液中過量H2O2除去。除去H2O2的簡(jiǎn)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)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＋2=2I－＋

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)得的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的pH（開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol·L－1計(jì)算）

	Fe3＋	Fe2＋	Zn2＋
開始沉淀的pH	1.1	5.8	5.9
完全沉淀的pH	3.2	8.8	8.9

實(shí)驗(yàn)中可選用的試劑：30% H2O2、1.0 mol·L－1HNO3、1.0 mol·L－1 NaOH。

由回收銅后的濾液制備ZnO的實(shí)驗(yàn)步驟依次為：

① ；

② ；

③ 過濾；

④ ；

⑤ 過濾、洗滌、干燥

⑥ 900℃煅燒。

Answer 1

【答案】（1）①Cu＋H2O2＋H2SO4=CuSO4＋2H2O；②加熱（至沸騰）

（2）①淀粉溶液；溶液藍(lán)色褪去，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)；②偏高

（3）①向?yàn)V液中加入略過量30%的H2O2，使其充分反應(yīng)

②向反應(yīng)后的溶液中滴加1.0 moL· L－1的NaOH溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH約為5（或3.2≤pH＜5.9）

④向?yàn)V液中滴加1.0 moL· L－1的氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH約為10（或8.9≤pH≤11）

【解析】

試題分析：廢棄舊電池的銅帽加水超聲洗滌去除表面的可溶性雜質(zhì)，然后加入稀硫酸和雙氧水，雙氧水具有強(qiáng)氧化性，能在酸性條件下氧化銅生成銅鹽，加入氫氧化鈉降低酸性，然后加入足量的鋅灰，由于鋅的活潑性強(qiáng)于銅，故能把銅從其鹽溶液中置換出來，剩余鋅的化合物制備ZnO，

（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。

故答案為：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。

故答案為：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)。

故答案為：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后，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。

故答案為：偏高；

（3）①向?yàn)V液中加入略過量的30%H2O2，使其充分反應(yīng)，目的使Fe2+轉(zhuǎn)化完全為Fe3+，離子反應(yīng)方程式為：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；然后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，然后③過濾，再④向?yàn)V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，最后⑤900℃煅燒，制得氧化鋅。

故答案為：①向?yàn)V液中加入略過量的30%H2O2，使其充分反應(yīng)；②滴加1.0molL-1NaOH，調(diào)節(jié)溶液PH約為5（或3.2≤pH＜5.9）；④向?yàn)V液中滴加1.0molL-1NaOH，調(diào)節(jié)溶液PH約為10（或8.9≤pH≤11）。