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。實驗室利用廢舊電池的銅帽(Cu、Zn總含量約為99%)回收Cu并制備ZnO的部分實驗過程如下：

（1）寫出銅帽溶解時銅與加入的稀硫酸、30%H2O2反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式：_________________；銅帽溶解完全后，需加熱(至沸)將溶液中過量的H2O2除去。

（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)的量，實驗中需測定除去H2O2后溶液中Cu2＋的含量。實驗操作為：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)溶液pH=3～4，加入過量的KI，用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點。上述過程中反應(yīng)的離子方程式如下：

2Cu2＋+4I－=2CuI(白色)↓+I2 2S2O32－+I2=2I－+S4O62－

①滴定選用的指示劑為___________，滴定終點觀察到的現(xiàn)象為_______________；

②某同學(xué)稱取1.0g電池銅帽進(jìn)行實驗，得到100.00mL含有Cu2＋的溶液，量取20.00mL上述含有Cu2＋的溶液于帶塞錐形瓶中，加適量水稀釋，調(diào)節(jié)溶液pH=3～4，加入過量的KI，用0.1000mol/L Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點。再重復(fù)操作實驗3次，記錄數(shù)據(jù)如下：

實驗編號	1	2	3	4
V（Na2S2O3）(mL)	28.32	25.31	25.30	25.32

計算電池銅帽中Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__________，（結(jié)果保留四位有效數(shù)字）若滴定前溶液中的H2O2沒有除盡，則所測定c (Cu2＋)將會___________(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)；

（3）常溫下，若向50mL 0.0001mol/LCuSO4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(mol/L)3，計算沉淀生成后溶液中c(Cu2+)=_____ mol/L；

（4）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的pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol·L-1計算)。

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

實驗中可選用的試劑：30%H2O2、1.0 mol·L-1HNO3、1.0 mol·L-1NaOH。由除去銅的濾液制備ZnO的實驗步驟依次為：①向濾液中加入適量30% H2O2，使其充分反應(yīng)；

②_______________________；③過濾；

④______________________；⑤過濾、洗滌、干燥；⑥900℃煅燒。

Answer 1

【答案】 Cu+H2O2+2H+＝Cu2++2H2O 淀粉溶液 藍(lán)色褪去 80.99﹪或0.8099 偏高 2×10-10 滴加1.0 mol·L-1NaOH，調(diào)溶液pH約為5(或3.2≤pH<5.9)，使Fe3＋沉淀完全 向濾液中滴加1. 0 mol·L-1NaOH，調(diào)節(jié)溶液pH約為10(或8. 9≤pH≤11)，使Zn2＋沉淀完全

【解析】試題分析：（1）因為雙氧水在酸性溶液中先把銅氧化成氧化銅，當(dāng)然這是一個微弱的反應(yīng)，形成一個平衡，但是形成的氧化銅馬上就會被稀硫酸溶解，平衡被打破，反應(yīng)朝正方向進(jìn)行，故而逐漸溶解，反應(yīng)的離子方程式為：Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O；故答案為：Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O；

（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，故答案為：淀粉溶液；藍(lán)色褪去；

②根據(jù)題中數(shù)據(jù)可知，第一次數(shù)據(jù)偏差較大，為偶然誤差，應(yīng)去掉，所以Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為mL=25．31mL，則消耗的Na2S2O3的物質(zhì)的量為0．1000mol/L×0．02531L=0．002531mol，根據(jù)反應(yīng)2Cu2++4I-═2CuI（白色）↓+I2、2S2O32-+I2═2I-+S4O62-得關(guān)系式2Cu2+～I2～2S2O32-，根據(jù)關(guān)系可求得銅元素的質(zhì)量為0．002531mol××64g/mol=0．8099g，所以銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=80．99%，若滴定前溶液中的H2O2沒有除盡，則加入碘離子后雙氧水氧化碘離子產(chǎn)生的碘單質(zhì)，會導(dǎo)致Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗偏大，則所測定c （Cu2+）將會偏大，故答案為：80．99%；偏高；

（3）常溫下，若向50mL 0．0001mol/L CuSO4溶液中加入50mL0．00022mol/LNaOH溶液，生成氫氧化銅沉淀，溶液中剩余的氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度為=0．00001mol/L，所以c（Cu2+）==mol/L=2×10-10mol/L，故答案為：2×10-10；

（4）由除去銅的濾液制備ZnO 的實驗步驟依次為：①①向濾液中加入30%H2O2，使其充分反應(yīng)，目的使Fe2+轉(zhuǎn)化完全為Fe3+；②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，③過濾，④向濾液中滴加1．0molL-1NaOH，調(diào)節(jié)溶液PH約為10（或8．9≤pH≤11），使Zn2+沉淀完全，⑤過濾、洗滌、干燥；⑥900℃煅燒，制得氧化鋅，故答案為：②滴加1．0molL-1NaOH，調(diào)節(jié)溶液PH約為5（或3．2≤pH＜5．9），使Fe3+沉淀完全；④向濾液中滴加1．0molL-1NaOH，調(diào)節(jié)溶液PH約為10（或8．9≤pH≤11），使Zn2+沉淀完全。