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(15分)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H2O2的目
更新时间: 2025-08-29 13:45:43
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问题描述:

 
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

(15分)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                。
(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:摇摇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若滴定前溶液中的H2O2没有除尽,所测定的Cu2+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按金属离子浓度为1.0mol·L-1计算)。

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 ;② ;③过滤;④ ;⑤过滤、洗涤、干燥;⑥900℃煅烧。

马龙回答:
  (1)①Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O         ②加热(至沸)(2)①淀粉溶液 蓝色褪去     ②偏高(3)①向滤液中加入适量30%H2O2,使其充分反应②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④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   (1)目标反应可由已知的两个反应相加得到,反应热也有对应法则求得;该反应类似于复分解或盐的水解,但生成的气体是甲烷;(2)稀有气体如果不是反应物,一般作保护区,防止金属被氧化;氢气的计算可理解为原储氢材料中存储的氢全部放出,另外金属材料再与酸反应也生成氢气,则可计算出生成52molH2。由于Al的衍射强度较低,即铝参与了反应,所以铝是主要产生氢气的物质。(3)铝是负极是材料,参与负极反应,铝失去电子并与介质中氢氧根离子反应生成偏铝酸根离子,正极氧化银得到电子生成银。【考点定位】废电池中铜的回收、ZnO的制备实验
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