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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)過程如下：

（1）寫出銅帽溶解時(shí)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(shí)驗(yàn)中需測(cè)定除去H2O2 后溶液中Cu2+的含量。實(shí)驗(yàn)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(diǎn)。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(diǎn)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(shí)驗(yàn)，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(diǎn)。再重復(fù)操作實(shí)驗(yàn)3次，記錄數(shù)據(jù)如下：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	1	2	3	4
V（Na2S2O3）（mL）	28.32	25.31	25.30	25.32

計(jì)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(cè)定c （Cu2+）將會(huì)__（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，計(jì)算沉淀生成后溶液中c（Cu2+）=__mol/L；

（4）已知pH＞11 時(shí)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1.0molL﹣1計(jì)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(shí)驗(yàn)中可選用的試劑：30%H2O2、1.0molL﹣1HNO3、1.0molL﹣1NaOH。由除去銅的濾液制備ZnO的實(shí)驗(yàn)步驟依次為：①向?yàn)V液中加入適量30% H2O2，使其充分反應(yīng)；

②加入適量的1.0molL﹣1NaOH調(diào)節(jié)pH，產(chǎn)生沉淀；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% 偏高 2×10﹣10 向?yàn)V液中滴加1.0molL﹣1NaOH，調(diào)節(jié)溶液8.9≤pH≤11，使Zn2+沉淀完全

【解析】（1）因?yàn)殡p氧水在酸性溶液中先把銅氧化成氧化銅，當(dāng)然這是一個(gè)微弱的反應(yīng)，形成一個(gè)平衡，但是形成的氧化銅馬上就會(huì)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。

（2）①淀粉溶液為指示劑，當(dāng)最后一滴Na2S2O3溶液滴入時(shí)，溶液藍(lán)色褪去，半分鐘顏色不變，說明滴定到達(dá)終點(diǎn)，故答案為：淀粉溶液，藍(lán)色褪去；

②舍去實(shí)驗(yàn)1數(shù)據(jù)，求其它三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)平均值為25.31mL，由2Cu2++4I﹣═2CuI（白色）↓+I2 2S2O32﹣+I2═2I﹣+S4O62﹣得到關(guān)系式：2Cu2+——I2——2S2O32﹣，

n(Cu2+)=n(S2O32﹣)=25.31mL×10﹣3×0.1000mol/L，電池銅帽中Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25.31mL×10﹣3×0.1000mol/L×5×64g/mol/1.0g=80.99%。若留有H2O2，加入KI后，會(huì)有以下反應(yīng)：H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O，誤當(dāng)成2Cu2++4I-=2CuI（白色）↓+I2生成的碘，使測(cè)定結(jié)果偏高，故答案為：偏高；

（3）向50mL 0.0001mol/L CuSO4溶液中加入50mL0.00022mol/LNaOH溶液，反應(yīng)后溶液中剩余c(OH—)=1.0×10-5，KSP[Cu(OH)2]=2.0×10﹣20=c(Cu2+)×c2(OH—)，c(Cu2+)=2×10﹣10 。

（4）①向?yàn)V液中加入30%H2O2，使其充分反應(yīng)，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3.2≤pH＜5.9），使Fe3+沉淀完全，向?yàn)V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，900℃煅燒，制得氧化鋅。