Question

【題目】我國是最早發現并使用青銅器的國家，后母戊鼎是我國的一級文物，是世界上出土的最大最重的青銅禮器。現代社會中銅的應用常廣泛，銅的回收再利用是化工生產的一個重要領域。實驗室利用廢舊電池的銅帽、Zn總含量約為回收Cu并制備ZnO的部分實驗過程如下：

請回答下列問題：

(1)請寫出一種加快銅帽溶解的方法：______。銅帽溶解時通入空氣的作用是______用化學方程式表示。

(2)調節溶液pH時，是將溶液的pH調______填“大”或“小”到。

(3)電解精煉粗銅時，陰極的電極反應式為______。工業上常釆用甲醇燃料電池作為電解精煉銅旳電源，寫岀堿性甲醇燃料電池的負極反應式：______。

(4)已知：吋，能溶于NaOH溶液生成。室溫下，幾種離子生成氫氧化物沉淀的pH如下表所小開始沉淀的pH按金屬離子濃度為計算：

開始沉淀的pH	2
沉淀完全的pH

①表中沉淀完全的pH為______。

②由過濾粗銅的濾液制備ZnO的實驗步驟依次為可選用的試劑：、稀硝酸、溶液：

______；

______；

過濾；

______；

過濾、洗滌、干燥；

煅燒。

Answer 1

【答案】將銅帽粉碎或攪拌，適當加熱，適當增大硫酸的濃度等均可 小 3 加足量溶液充分反應 滴加溶液，調節溶液pH約為或 向濾液中加溶液，調節溶液pH約為或

【解析】

銅帽水洗后，與硫酸和氧氣反應轉化成，Zn轉化成，調節pH值，置換出Cu，再經過電解精煉粗銅，將金屬銅提純，濾液含有硫酸鋅，可先除去鐵離子、鋁離子，生成氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀，向濾液中加溶液，調節溶液pH約為或，使鋅離子完全沉淀為氫氧化鋅，經過濾、洗滌、干燥、灼燒可生成ZnO，以此解答該題。

(1)加快銅帽溶解可以將銅粉碎，也可以增大硫酸的濃度，適當加熱，以加快化學反應速率；銅帽溶解時通入空氣是讓銅與氧氣、稀硫酸反應生成硫酸銅，方程式為：，故答案為：將銅帽粉碎或攪拌，適當加熱，適當增大硫酸的濃度等均可；；

(2)和在溶液中易發生水解，故需將溶液的PH值調小，故答案為：小；

(3)電解精煉粗銅時，陰極得到純銅，即陰極得電子，電極方程式為：；甲醇燃料電池中燃料甲醇作負極，失去電子，在堿性電解質溶液中的電極反應方程式：； 故答案為：；；

(4)①溶液中，時鐵離子開始沉淀，即，所以當時，鐵離子沉淀完全，代入上述公式可以求得此時溶液中，即pH為3時，完全沉淀； 故答案為：3；

②由過濾粗銅的濾液制備ZnO的實驗步驟依次為：加足量溶液充分應，將亞鐵離子充分氧化；

滴加溶液，調節溶液pH約為或，將溶液中的鐵離子和鋁離子完全轉化為氫氧化物沉淀，且保證鋅離子不沉淀；

過濾，除去鐵和鋁的氫氧化物沉淀；

向濾液中加溶液，調節溶液pH約為或，使鋅離子完全沉淀為氫氧化鋅；

過濾、洗滌、干燥；

煅燒，可使氫氧化鋅分解生成ZnO，

故答案為：加足量溶液充分反應；滴加溶液，調節溶液pH約為或；向濾液中加溶液，調節溶液pH約為或。