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铜帽溶解时加入H2O2的目的是_______________（用化学方程式表示）。

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＋2S2O32－=2I－＋S4O62－

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，所测定的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pH（开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol/L计算）

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

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

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30%的H2O2使其充分反应；

②滴加1.0 moL/L的氢氧化钠，调节pH约为_________________，使Fe3＋沉淀完全；

③过滤；

④向滤液中滴加1.0 moL/L的氢氧化钠，调节pH约为________，使Zn2＋沉淀完全；

⑤____________________________；

⑥900℃煅烧。

Answer 1

【答案】 Cu＋H2O2＋H2SO4=CuSO4＋2H2O 加热(至沸) 淀粉溶液 蓝色褪去 偏高 5(或3.2≤pH＜5.9) 10(或8.9≤pH≤11) 过滤、洗涤、干燥

【解析】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，能在酸性条件下将铜氧化，最终生成铜盐，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，氧化铜又被稀硫酸溶解，生成硫酸铜，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)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，然后过滤、洗涤、干燥，在900℃煅烧，制得氧化锌，故答案为：5(或3.2≤pH＜5.9) ；10(或8.9≤pH≤11)；过滤、洗涤、干燥。