废弃物的综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境.实验室利用废旧电池的铜帽(Cu、Zn 总含量约为99%)回收Cu并制备ZnO 的部分实验过程如下:
(1)①铜帽溶解时加入H
2O
2 的目的是
(用化学方程式表示).②铜帽溶解完全后,需将溶液中过量的H
2O
2 除去.除去H
2O
2 的简便方法是
.
(2)为确定加入锌灰(主要成分为Zn、ZnO,杂质为铁及其氧化物)的量,实验中需测定除去H
2O
2 后溶液中Cu
2+的含量.实验操作为:准确量取一定体积的含有Cu
2+的溶液于带塞锥形瓶中,加适量水稀释,调节溶液pH=3~4,加入过量的KI,用Na
2S
2O
3标准溶液滴定至终点.上述过程中反应的离子方程式如下:摇摇2Cu
2++4I
-=2CuI(白色)↓+I
2 2S
2O
32-+I
2=2I
-+S
4O
62-①滴定选用的指示剂为
,滴定终点观察到的现象为
.
②若滴定前溶液中的H
2O
2 没有除尽,所测定的Cu
2+含量将会
(填“偏高”、“偏低”或“不变”).
(3)已知pH>11 时Zn(OH)
2 能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)
4]
2-.下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH.
| 开始沉淀的pH | 沉淀完全的pH |
Fe3+ | 1.1 | 3.2 |
Fe2+ | 5.8 | 8.8 |
Zn2+ | 5.9 | 8.9 |
实验中可选用的试剂:30%H
2O
2、1.0mol•L
-1HNO
3、1.0mol•L
-1NaOH.由除去铜的滤液制备ZnO 的实验步骤依次为:
①
;②
;③过滤;④
;⑤过滤、洗涤、干燥;⑥900℃煅烧.
答案:
分析:(1)①酸性条件下Cu与过氧化氢发生氧化还原反应生成硫酸铜和水;②过氧化氢加热到153℃便猛烈的分解;
(2)①根据淀粉与碘单质作用变蓝解答;
②根据H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O解答;
(3)滴加H2O2溶液,使Fe2+转化完全为Fe3+,滴加NaOH溶液,形成氢氧化铁沉淀,除杂后形成氢氧化锌沉淀,过滤、洗涤、干燥900℃煅烧制得氧化锌;
解答:解:(1)①因为双氧水在酸性溶液中先把铜氧化成氧化铜,当然这是一个微弱的反应,形成一个平衡,但是形成的氧化铜马上就会被稀硫酸溶解,平衡被打破,反应朝正方向进行,故而逐渐溶解,反应的化学方程式为:Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O;
故答案为:Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O;
②过氧化氢性质比较稳定,若加热到153℃便猛烈的分解为水和氧气,将溶液中过量的H2O2 除去可加热至沸,
故答案为:加热至沸;
(2)①淀粉溶液为指示剂,当最后一滴Na2S2O3溶液滴入时,溶液蓝色褪去,半分钟颜色不变,说明滴定到达终点,故答案为:淀粉溶液,蓝色褪去;
②若留有H2O2,加入KI后,会有以下反应:H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O误当成2Cu2++4I-=2CuI(白色)↓+I2 生成的碘,使测定结果偏高,
故答案为:偏高;
(3)①向滤液中加入30%H2O2,使其充分反应,目的使Fe2+转化完全为Fe3+,滴加NaOH溶液,调节溶液PH约为5(或3.2≤pH<5.9),使Fe3+沉淀完全,向滤液中滴加1.0mol•L-1NaOH,调节溶液PH约为10(或8.9≤pH≤11),使Zn2+沉淀完全,900℃煅烧,制得氧化锌,
故答案为:向滤液中加入30%H2O2,使其充分反应;滴加1.0mol•L-1NaOH,调节溶液PH约为5(或3.2≤pH<5.9),使Fe3+沉淀完全;向滤液中滴加1.0mol•L-1NaOH,调节溶液PH约为10(或8.9≤pH≤11),使Zn2+沉淀完全;