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銅帽溶解時加入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＋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，所測定的Cu2＋的含量將會______________（填“偏高”“偏低”“不變”）。

（3）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pH（開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol/L計算）

	開始沉淀的pH	完全沉淀的pH
Fe3＋	1.1	3.2
Fe2＋	5.8	8.8
Zn2＋	5.9	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30%的H2O2使其充分反應(yīng)；

②滴加1.0 moL/L的氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH約為_________________，使Fe3＋沉淀完全；

③過濾；

④向?yàn)V液中滴加1.0 moL/L的氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH約為________，使Zn2＋沉淀完全；

⑤____________________________；

⑥900℃煅燒。

Answer 1

【答案】 Cu＋H2O2＋H2SO4=CuSO4＋2H2O 加熱(至沸) 淀粉溶液 藍(lán)色褪去 偏高 5(或3.2≤pH＜5.9) 10(或8.9≤pH≤11) 過濾、洗滌、干燥

【解析】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，能在酸性條件下將銅氧化，最終生成銅鹽，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，氧化銅又被稀硫酸溶解，生成硫酸銅，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，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，使測定結(jié)果偏高，故答案為：偏高；

(3)向?yàn)V液中加入30%H2O2，使其充分反應(yīng)，目的使Fe2+轉(zhuǎn)化完全為Fe3+，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，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，然后過濾、洗滌、干燥，在900℃煅燒，制得氧化鋅，故答案為：5(或3.2≤pH＜5.9) ；10(或8.9≤pH≤11)；過濾、洗滌、干燥。