题目内容
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:
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(1)①铜帽溶解时加入H2O2的目的是________________________________________________________________________
(用化学方程式表示)。
②铜帽溶解完全后,需将溶液中过量的H2O2除去。除去H2O2的简便方法是________________________________________________________________________。
(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-1 HNO3、1.0 mol·L-1 NaOH。
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 (1)①Cu+H2O2+H2SO4===CuSO4+2H2O
②加热(至沸)
(3)①向滤液中加入适量30% H2O2,使其充分反应
②滴加1.0 mol·L-1 NaOH溶液,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1.0 mol·L-1 NaOH,调节溶液pH约为10(或8.9≤pH≤11),使Zn2+沉淀完全
解析 (1)①Cu与稀H2SO4不发生反应,加入H2O2的目的是溶解铜,化学方程式为Cu+H2SO4+H2O2===CuSO4+2H2O。
②H2O2具有不稳定性,受热易分解生成H2O和O2,可通过加热的方法除去溶液中过量的H2O2。
(3)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。
下列实验中,所采取的分离方法与对应原理都正确的是( )
| 选项 | 目的 | 分离方法 | 原理 |
| A | 分离溶于水的碘 | 乙醇萃取 | 碘在乙醇中的溶解度较大 |
| B | 分离乙酸乙酯和乙醇 | 分液 | 乙酸乙酯和乙醇的密度不同 |
| C | 除去KNO3固体中混杂的NaCl | 重结晶 | NaCl在水中的溶解度很大 |
| D | 除去丁醇中的乙醚 | 蒸馏 | 丁醇与乙醚的沸点相差较大 |