【題目】廢棄物的綜合利用既有利于節(jié)約資源,又有利于保護環(huán)境。實驗室利用廢舊電池的銅帽(CuZn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反應的離子反應方程式:_________________;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ZnZnO,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=34,加入過量的KI,用Na2S2O3標準溶液滴定至終點。上述過程中反應的離子方程式如下:

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某同學稱取1.0g電池銅帽進行實驗,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=34,加入過量的KI,用0.1000mol/L Na2S2O3標準溶液滴定至終點。再重復操作實驗3次,記錄數(shù)據(jù)如下:

實驗編號

1

2

3

4

VNa2S2O3(mL)

28.32

25.31

25.30

25.32

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

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]=2.0×1020(mol/L)3,計算沉淀生成后溶液中c(Cu2+)=_____ mol/L

4)已知pH>11Zn(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-1HNO31.0 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;

_______________________;③過濾;

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

【答案】 Cu+H2O2+2H+Cu2++2H2O 淀粉溶液 藍色褪去 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(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(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,當然這是一個微弱的反應,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,反應朝正方向進行,故而逐漸溶解,反應的離子方程式為:Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O;故答案為:Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O

2淀粉溶液為指示劑,當最后一滴Na2S2O3溶液滴入時,溶液藍色褪去,半分鐘顏色不變,說明滴定到達終點,故答案為:淀粉溶液;藍色褪去;

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,應去掉,所以Na2S2O3標準溶液的體積為mL=2531mL,則消耗的Na2S2O3的物質(zhì)的量為01000mol/L×002531L=0002531mol,根據(jù)反應2Cu2++4I-═2CuI(白色)↓+I2、2S2O32-+I2═2I-+S4O62-得關系式2Cu2+I22S2O32-,根據(jù)關系可求得銅元素的質(zhì)量為0002531mol××64g/mol=08099g,所以銅的質(zhì)量分數(shù)為×100%=8099%,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),會導致Na2S2O3標準溶液消耗偏大,則所測定c Cu2+)將會偏大,故答案為:8099%;偏高;

3)常溫下,若向50mL 00001mol/L CuSO4溶液中加入50mL000022mol/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=000001mol/L,所以cCu2+==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,目的使Fe2+轉(zhuǎn)化完全為Fe3+;滴加NaOH溶液,調(diào)節(jié)溶液PH約為5(或32≤pH59),使Fe3+沉淀完全,過濾,向濾液中滴加10molL-1NaOH,調(diào)節(jié)溶液PH約為10(或89≤pH≤11),使Zn2+沉淀完全,過濾、洗滌、干燥;⑥900℃煅燒,制得氧化鋅,故答案為:滴加10molL-1NaOH,調(diào)節(jié)溶液PH約為5(或32≤pH59),使Fe3+沉淀完全;向濾液中滴加10molL-1NaOH,調(diào)節(jié)溶液PH約為10(或89≤pH≤11),使Zn2+沉淀完全。

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