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標準溶液滴定至終點。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=3～4，加入過量的KI，用0．1000mol/L Na2S2O3標準溶液滴定至終點。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)量分數(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/L CuSO4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】（1）Cu+H2O2+2H+＝Cu2++2H2O；

（2）①淀粉溶液 藍色褪去

②80．99﹪或 0．8099；偏高；

（3）2×10-10

（4）②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；

④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；

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標準溶液的體積為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)量分數(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標準溶液消耗偏大，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。