题目内容
【题目】废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。实验室利用废弃旧电池的铜帽(Zn、Cu总含量约为99%)回收铜并制备ZnO的部分实验过程如下：
(1)①铜帽溶解时加入H2O2的目的是___________________(用化学方程式表示)。
②铜帽溶解后需将溶液中过量H2O2除去。除去H2O2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)含量，实验中需测定除去H2O2后溶液中Cu2+的含量。实验操作为：准确取一定体积的含有Cu2+的溶液于带塞锥形瓶中，加适量水稀释，调节pH=3～4，加入过量KI，用Na2S2O3标准溶液滴定至终点。上述过程中的离子方程式如下：2Cu2++4I-=2CuI(白色)↓+I2 I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
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H2O2没有除尽，所测定的Cu2+的含量将会__________(填“偏高”“ 偏低”“ 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pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L-1计算)
开始沉淀的pH | 完全沉淀的pH | |
Fe3+ | 1.1 | 3.2 |
Fe 2+ | 5.8 | 8.8 |
Zn2+ | 5.9 | 8.9 |
实验中可选用的试剂：30%H2O2、1.0mol·L-1HNO3、1.0mol·L-1NaOH。
由除去铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为：
①向滤液中加入___________使其充分反应；②滴加1.0mol·L-1的氢氧化钠，调节3.2≤pH<5.9，使___________沉淀完全；③过滤；④向滤液中滴加1.0 mol·L-1的氢氧化钠，调节pH为________≤pH≤_______，使Zn2+沉淀完全，⑤过滤、洗涤、干燥；⑥900℃煅烧。
【答案】 Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O 加热(至沸) 淀粉溶液 蓝色褪去并半分钟内不恢复 偏高 30%的H2O2 Fe3+ 8.9 11
【解析】利用废旧电池的铜帽(Zn、Cu总含量约为99%)回收 Cu并制备ZnO,电池铜帽加入水过滤后除去溶于水的杂质,在固体中加入过氧化氢溶解,铜生成硫酸铜溶液,加热煮沸将溶液中过量的H2O2除去,加入氢氧化钠溶液调节溶液pH=2沉淀铁离子，加入锌灰(主要成分为Zn、ZnO,杂质为铁及其氧化物),反应过滤得到海绵铜,沉淀锌离子得到氢氧化锌,分计算得出到氧化锌，(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。
详解: (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；因此，本题正确答案是: 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，因此，本题正确答案是: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，因此，本题正确答案是：淀粉溶液；蓝色褪去并半分钟内不恢复；
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，因此，本题正确答案是:偏高.
除去铜的滤液中含有Fe3＋、Fe2＋、Zn2＋等，若制备ZnO应除去Fe3＋和Fe2＋。由表中信息可知，Fe2＋和Zn2＋开始沉淀和沉淀完全的pH均相差较小，但Fe3＋与Zn2＋开始沉淀和沉淀完全的pH均相差较大，故可加入30% H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再滴加NaOH溶液，调节溶液的pH(3.2≤pH<5.9)，使Fe3＋沉淀完全，此时Zn2＋不产生沉淀，充分反应后过滤，向滤液中滴加NaOH溶液，调节溶液的pH(8.9≤pH≤11)，使Zn2＋产生Zn(OH)2沉淀，并对Zn(OH)2沉淀进行洗涤、干燥、煅烧，即可得到ZnO。
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【题目】在探究新制氯水成分及性质的实验中，依据下列方法和现象，不能得出相应结论的是
方法 | 现象 | 结论 | |
A | 观察氯水颜色 | 氯水呈黄绿色 | 氯水中含Cl2 |
B | 向饱和NaHCO3溶液中加入足量氯水 | 有无色气体产生 | 氯水中含HClO |
C | 向红色纸条上滴加氯水 | 红色纸条褪色 | 氯水具有漂白性 |
D | 向FeCl2溶液中滴加氯水 | 溶液变成棕黄色 | 氯水具有氧化性 |
A. A B. B C. C D. D
