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）写出铜帽溶解时铜与加入的稀硫酸、30%H2O2反应的离子反应方程式：_________________；铜帽溶解完全后，需加热(至沸)将溶液中过量的H2O2除去。
（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H2O2后溶液中Cu2＋的含量。实验操作为：准确量取一定体积的含有Cu2＋的溶液于带塞锥形瓶中，加适量水稀释，调节溶液pH=3～4，加入过量的KI，用Na2S2O3标准溶液滴定至终点。上述过程中反应的离子方程式如下：
2Cu2＋+4I－=2CuI(白色)↓+I2 2S2O32－+I2=2I－+S4O62－
①滴定选用的指示剂为___________，滴定终点观察到的现象为_______________；
②某同学称取1.0g电池铜帽进行实验，得到100.00mL含有Cu2＋的溶液，量取20.00mL上述含有Cu2＋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0.1000mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点。再重复操作实验3次，记录数据如下：
实验编号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
V（Na2S2O3）(mL) | 28.32 | 25.31 | 25.30 | 25.32 |
计算电池铜帽中Cu的质量分数为__________，（结果保留四位有效数字）若滴定前溶液中的H2O2没有除尽，则所测定c (Cu2＋)将会___________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)；
（3）常温下，若向50mL 0.0001mol/LCuSO4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，计算沉淀生成后溶液中c(Cu2+)=_____ mol/L；
（4）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按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算)。
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%H2O2、1.0 mol·L-1HNO3、1.0 mol·L-1NaOH。由除去铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为：①向滤液中加入适量30% H2O2，使其充分反应；
②_______________________；③过滤；
④______________________；⑤过滤、洗涤、干燥；⑥900℃煅烧。
【答案】 Cu+H2O2+2H+＝Cu2++2H2O 淀粉溶液 蓝色褪去 80.99﹪或0.8099 偏高 2×10-10 滴加1.0 mol·L-1NaOH，调溶液pH约为5(或3.2≤pH<5.9)，使Fe3＋沉淀完全 向滤液中滴加1. 0 mol·L-1NaOH，调节溶液pH约为10(或8. 9≤pH≤11)，使Zn2＋沉淀完全
【解析】试题分析：（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，反应的离子方程式为：Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O；故答案为：Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O；
（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根据题中数据可知，第一次数据偏差较大，为偶然误差，应去掉，所以Na2S2O3标准溶液的体积为
mL=25．31mL，则消耗的Na2S2O3的物质的量为0．1000mol/L×0．02531L=0．002531mol，根据反应2Cu2++4I-═2CuI（白色）↓+I2、2S2O32-+I2═2I-+S4O62-得关系式2Cu2+～I2～2S2O32-，根据关系可求得铜元素的质量为0．002531mol×
×64g/mol=0．8099g，所以铜的质量分数为
×100%=80．99%，若滴定前溶液中的H2O2没有除尽，则加入碘离子后双氧水氧化碘离子产生的碘单质，会导致Na2S2O3标准溶液消耗偏大，则所测定c （Cu2+）将会偏大，故答案为：80．99%；偏高；
（3）常温下，若向50mL 0．0001mol/L CuSO4溶液中加入50mL0．00022mol/LNaOH溶液，生成氢氧化铜沉淀，溶液中剩余的氢氧化钠的物质的量浓度为
=0．00001mol/L，所以c（Cu2+）=
=
mol/L=2×10-10mol/L，故答案为：2×10-10；
（4）由除去铜的滤液制备ZnO 的实验步骤依次为：①①向滤液中加入30%H2O2，使其充分反应，目的使Fe2+转化完全为Fe3+；②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，③过滤，④向滤液中滴加1．0molL-1NaOH，调节溶液PH约为10（或8．9≤pH≤11），使Zn2+沉淀完全，⑤过滤、洗涤、干燥；⑥900℃煅烧，制得氧化锌，故答案为：②滴加1．0molL-1NaOH，调节溶液PH约为5（或3．2≤pH＜5．9），使Fe3+沉淀完全；④向滤液中滴加1．0molL-1NaOH，调节溶液PH约为10（或8．9≤pH≤11），使Zn2+沉淀完全。
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