Question

【题目】废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。实验室利用废旧电池的铜帽（Cu、Zn 总含量约为99%）回收Cu并制备ZnO 的部分实验过程如下：

（1）写出铜帽溶解时铜与加入的稀硫酸、30%H2O2 反应的离子反应方程式______________________；铜帽溶解完全后，需加热（至沸）将溶液中过量的H2O2除去。

（2）为确定加入锌灰（主要成分为Zn、ZnO，杂质为铁及其氧化物）的量，实验中需测定除去H2O2 后溶液中Cu2+的含量。实验操作为：准确量取一定体积的含有Cu2+的溶液于带塞锥形瓶中，加适量水稀释，调节溶液pH=3～4，加入过量的KI，用Na2S2O3标准溶液滴定至终点。上述过程中反应的离子方程式如下：2Cu2++4I﹣═2CuI（白色）↓+I2 2S2O32﹣+I2═2I﹣+S4O62﹣

①滴定选用的指示剂为______________，滴定终点观察到的现象为_______________________________；

②某同学称取1.0g电池铜帽进行实验，得到100.00mL含有Cu2+的溶液，量取20.00mL上述含有Cu2+的溶液于带塞锥形瓶中，加适量水稀释，调节溶液pH=3～4，加入过量的KI，用0.1000mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点。再重复操作实验3次，记录数据如下：

实验编号	1	2	3	4
V（Na2S2O3）（mL）	28.32	25.31	25.30	25.32

计算电池铜帽中Cu的质量分数为__，（结果保留四位有效数字）若滴定前溶液中的H2O2没有除尽，则所测定c （Cu2+）将会__（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）；

（3）常温下，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，计算沉淀生成后溶液中c（Cu2+）=__mol/L；

（4）已知pH＞11 时Zn（OH）2 能溶于NaOH溶液生成[Zn（OH）4]2﹣。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH（开始沉淀的pH 按金属离子浓度为1.0molL﹣1计算）。

	开始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe3+	1.1	3.2
Fe2+	5.8	8.8
Zn2+	5.9	8.9

实验中可选用的试剂：30%H2O2、1.0molL﹣1HNO3、1.0molL﹣1NaOH。由除去铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为：①向滤液中加入适量30% H2O2，使其充分反应；

②加入适量的1.0molL﹣1NaOH调节pH，产生沉淀；③过滤；

④______________；⑤过滤、洗涤、干燥；⑥900℃煅烧。

Answer 1

【答案】 Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O 淀粉溶液 蓝色褪去 80.99% 偏高 2×10﹣10 向滤液中滴加1.0molL﹣1NaOH，调节溶液8.9≤pH≤11，使Zn2+沉淀完全

【解析】（1）因为双氧水在酸性溶液中先把铜氧化成氧化铜，当然这是一个微弱的反应，形成一个平衡，但是形成的氧化铜马上就会被稀硫酸溶解，平衡被打破，反应朝正方向进行，故而逐渐溶解，反应的离子方程式为Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O。

（2）①淀粉溶液为指示剂，当最后一滴Na2S2O3溶液滴入时，溶液蓝色褪去，半分钟颜色不变，说明滴定到达终点，故答案为：淀粉溶液，蓝色褪去；

②舍去实验1数据，求其它三组实验数据平均值为25.31mL，由2Cu2++4I﹣═2CuI（白色）↓+I2 2S2O32﹣+I2═2I﹣+S4O62﹣得到关系式：2Cu2+——I2——2S2O32﹣，

n(Cu2+)=n(S2O32﹣)=25.31mL×10﹣3×0.1000mol/L，电池铜帽中Cu的质量分数为25.31mL×10﹣3×0.1000mol/L×5×64g/mol/1.0g=80.99%。若留有H2O2，加入KI后，会有以下反应：H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O，误当成2Cu2++4I-=2CuI（白色）↓+I2生成的碘，使测定结果偏高，故答案为：偏高；

（3）向50mL 0.0001mol/L CuSO4溶液中加入50mL0.00022mol/LNaOH溶液，反应后溶液中剩余c(OH—)=1.0×10-5，KSP[Cu(OH)2]=2.0×10﹣20=c(Cu2+)×c2(OH—)，c(Cu2+)=2×10﹣10 。

（4）①向滤液中加入30%H2O2，使其充分反应，目的使Fe2+转化完全为Fe3+，滴加NaOH溶液，调节溶液PH约为5（或3.2≤pH＜5.9），使Fe3+沉淀完全，向滤液中滴加1.0molL-1NaOH，调节溶液PH约为10（或8.9≤pH≤11），使Zn2+沉淀完全，900℃煅烧，制得氧化锌。