廢棄物的綜合利用既有利於節約資源,又有利於保護環境。實驗室利用廢舊電池的銅帽(Cu、Zn總含量約為99%)回收...

問題詳情:

廢棄物的綜合利用既有利於節約資源,又有利於保護環境。實驗室利用廢舊電池的銅帽(Cu、Zn 總含量約為99%)回收Cu並製備ZnO 的部分實驗過程如下:

廢棄物的綜合利用既有利於節約資源,又有利於保護環境。實驗室利用廢舊電池的銅帽(Cu、Zn總含量約為99%)回收...

(1)銅帽溶解時加入H2O2 的目的是  (用化學方程式表示)。

(2)為確定加入鋅灰(主要成分為Zn、ZnO,雜質為鐵及其氧化物)的量,實驗中需測定除去H2O2 後溶液中Cu2+的含量。實驗*作為:準確量取一定體積的含有Cu2+的溶液於帶塞錐形瓶中,加適量水稀釋,調節溶液pH=3~4,加入過量的KI,用Na2S2O3標準溶液滴定至終點。上述過程中反應的離子方程式如下:

2Cu2++4I﹣=2CuI(白*)↓+I2; 2S2O32﹣+I2=2I﹣+S4O62﹣

①滴定選用的指示劑為澱粉溶液,滴定終點觀察到的現象為  。

②若滴定前溶液中的H2O2 沒有除盡,所測定的Cu2+含量將會  (填“偏高”、“偏低”或“不變”)。

(3)已知pH>11 時Zn(OH)2 能溶於NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2﹣.下表列出了幾種離子生成*氧化物沉澱的pH(開始沉澱的pH 按金屬離子濃度為1.0mol•L﹣1計算)。

開始沉澱的pH

沉澱完全的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、1.0mol•L﹣1HNO3、1.0mol•L﹣1NaOH.由除去銅的濾液製備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;②滴加1.0mol•L﹣1NaOH,調節溶液pH範圍:  ;③過濾;④向濾液中滴加1.0mol•L﹣1NaOH,調節溶液pH範圍:  ;⑤過濾、洗滌、乾燥;⑥900℃煅燒。

【回答】

【分析】利用廢舊電池的銅帽(Cu、Zn總含量約為99%)回收 Cu並製備ZnO,電池銅帽加入水過濾後除去溶於水的雜質,在固體中加入過氧化*溶解,銅生成硫*銅溶液,加熱煮沸將溶液中過量的H2O2除去,加入*氧化*溶液調節溶液PH=2沉澱鐵離子,加入鋅灰(主要成分為Zn、ZnO,雜質為鐵及其氧化物),反應過濾得到海綿銅,沉澱鋅離子得到*氧化鋅,分解得到氧化鋅。

(1)**條件下Cu與硫*、過氧化*發生氧化還原反應生成硫*銅和水;

(2)①澱粉與*單質作用變藍;

②根據H2O2+2I﹣+2H+=I2+2H2O判斷;

(3)滴加H2O2溶液,使Fe2+轉化完全為Fe3+,滴加NaOH溶液,形成*氧化鐵沉澱,除雜後形成*氧化鋅沉澱,過濾、洗滌、乾燥900℃煅燒製得氧化鋅。

【解答】解:(1)因為雙氧水在**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*溶解,平衡被打破,反應朝正方向進行,故而逐漸溶解,反應的化學方程式為:Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O;

故*為:Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O;

(2)①澱粉溶液為指示劑,當最後一滴Na2S2O3溶液滴入時,溶液藍*褪去,半分鐘顏*不變,說明滴定到達終點,

故*為:藍*褪去,且半分鐘不變*;

②若留有H2O2,加入KI後,會有以下反應:H2O2+2I﹣+2H+=I2+2H2O誤當成2Cu2++4I﹣=2CuI(白*)↓+I2 生成的*,使測定結果偏高,

故*為:偏高;

(3)由除去銅的濾液製備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+轉化完全為Fe3+;②滴加NaOH溶液,調節溶液PH約為5(或3.2≤pH<5.9),使Fe3+沉澱完全,③過濾,④向濾液中滴加1.0mol•L﹣1NaOH,調節溶液PH約為10(或8.9≤pH≤11),使Zn2+沉澱完全,⑤過濾、洗滌、乾燥;⑥900℃煅燒,製得氧化鋅,

故*為:②約為5(或3.2≤pH<5.9);④約為10(或8.9≤pH≤11)。

【點評】本題主要考查實驗室廢棄舊電池的銅帽回收銅和製備ZnO,為大學聯考常見題型和高頻考點,考查學生對綜合實驗處理能力,注意實驗方案的設計原理和步驟是解答的關鍵,平時注意打好紮實的基礎知識和靈活應用知識解決問題的能力培養,題目難度中等。

知識點:電離平衡 水解平衡

題型:綜合題