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。实验室利用废弃旧电池的铜帽（Zn、Cu总含量约为99%）回收铜并制备ZnO的部分实验过程如下：

（1）①写出铜帽溶解过程中发生反应的化学方程式 。

②铜帽溶解后需将溶液中过量H2O2除去。除去H2O2的简便方法是 。

（2）为确定加入锌灰（主要成分为Zn、ZnO，杂质为铁及其氧化物）含量，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pH=3～4，加入过量KI，用Na2S2O3标准溶液滴定至终点。上述过程中的离子方程式如下：

2Cu2＋＋4I－=2CuI（白色）↓＋I2 I2＋2=2I－＋

①滴定选用的指示剂为 ，滴定终点观察到的现象为 。

②若滴定前溶液中H2O2没有除尽，所测得的Cu2＋的含量将会 （填“偏高”、“偏低”、“不变”）。

（3）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1.0 mol·L－1计算）

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

实验中可选用的试剂：30% H2O2、1.0 mol·L－1HNO3、1.0 mol·L－1 NaOH。

由回收铜后的滤液制备ZnO的实验步骤依次为：

① ；

② ；

③ 过滤；

④ ；

⑤ 过滤、洗涤、干燥

⑥ 900℃煅烧。

Answer 1

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

（2）①淀粉溶液；溶液蓝色褪去，且半分钟内不恢复；②偏高

（3）①向滤液中加入略过量30%的H2O2，使其充分反应

②向反应后的溶液中滴加1.0 moL· L－1的NaOH溶液，调节溶液的pH约为5（或3.2≤pH＜5.9）

④向滤液中滴加1.0 moL· L－1的氢氧化钠，调节pH约为10（或8.9≤pH≤11）

【解析】

试题分析：废弃旧电池的铜帽加水超声洗涤去除表面的可溶性杂质，然后加入稀硫酸和双氧水，双氧水具有强氧化性，能在酸性条件下氧化铜生成铜盐，加入氢氧化钠降低酸性，然后加入足量的锌灰，由于锌的活泼性强于铜，故能把铜从其盐溶液中置换出来，剩余锌的化合物制备ZnO，

（1）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，反应的化学方程式为：Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O。

故答案为：Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O；

②过氧化氢性质比较稳定，若加热到153℃便猛烈的分解为水和氧气，将溶液中过量的H2O2 除去可加热至沸。

故答案为：加热至沸；

（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；蓝色褪去并半分钟内不恢复；

②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）①向滤液中加入略过量的30%H2O2，使其充分反应，目的使Fe2+转化完全为Fe3+，离子反应方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；然后②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，然后③过滤，再④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，最后⑤900℃煅烧，制得氧化锌。

故答案为：①向滤液中加入略过量的30%H2O2，使其充分反应；②滴加1.0molL-1NaOH，调节溶液PH约为5（或3.2≤pH＜5.9）；④向滤液中滴加1.0molL-1NaOH，调节溶液PH约为10（或8.9≤pH≤11）。