废弃的锂离子电池中含有多种金属元素，需回收处理。柠檬酸因具有酸性和较好的络合性，可用于浸出金属离子并得到柠檬酸浸出液。如图是某小组研究从柠檬酸浸出液中分离出铜并制备碱式碳酸铜[xCuCO3⋅yCu（OH）2⋅zH2O]的制备流程。
（1）在“调pH分离铜”的步骤中，理论上铜离子完全沉淀时pH为6.67，本实验中测得pH=8时铜的沉淀率仅为7.2%，远小于理论分析结果，可能的原因为 铜离子与柠檬酸（或柠檬酸根）形成配合物，使铜离子浓度减小，与氢氧根离子形成Cu（OH）2减少铜离子与柠檬酸（或柠檬酸根）形成配合物，使铜离子浓度减小，与氢氧根离子形成Cu（OH）2减少。
（2）在“还原法沉铜”的步骤中，利用抗坏血酸（C6H8O6）能有效的将Cu（Ⅱ）还原成金属Cu。抗坏血酸（C6H8O6）易被氧化为脱氢抗坏血酸（C6H6O6）；且受热易分解。
①抗坏血酸还原Cu（OH）2的离子方程式为：Cu（OH）2+C6H8O6=C6H6O6+2H2O+CuCu（OH）2+C6H8O6=C6H6O6+2H2O+Cu。
②某实验小组研究了相同条件下温度对Cu沉淀率的影响。从图1可以看出，随着温度的升高，相同时间内Cu的沉淀率先逐渐增加，在80℃时达到最高点，后略有下降，下降可能的原因是 当温度超过80℃时，抗坏血酸分解，浓度降低，还原铜的能力减弱当温度超过80℃时，抗坏血酸分解，浓度降低，还原铜的能力减弱。
（3）将所得铜粉制备为CuSO4溶液后再制备碱式碳酸铜。已知碱式碳酸铜的产率随起始n（Na2CO3）与n（CuSO4）的比值和溶液pH的关系如图2所示。
①补充完整由0.5mol/LCuSO4溶液制取碱式碳酸钢的实验方案：向烧杯中加入30mL0.5mol/LNa2CO3溶液，将烧杯置于70℃的水浴中，边搅拌边加入25mL0.5mol/L CuSO4溶液，在pH计测定溶液pH条件下，用0.1mol/LNaOH溶液或0.1mol/L盐酸调节溶液pH约为9，充分反应后，过滤，洗涤沉淀至最后一次洗涤滤液滴加0.1mol/LBaCl2溶液无沉淀生成边搅拌边加入25mL0.5mol/L CuSO4溶液，在pH计测定溶液pH条件下，用0.1mol/LNaOH溶液或0.1mol/L盐酸调节溶液pH约为9，充分反应后，过滤，洗涤沉淀至最后一次洗涤滤液滴加0.1mol/LBaCl2溶液无沉淀生成，低温烘干，得到碱式碳酸铜。（实验中可选用的试剂或仪器：0.1mol/LBaCl2溶液、0.1mol/LNaOH溶液、0.1mol/L盐酸、pH计）
②实验时发现，若反应时溶液pH过大，所得碱式碳酸铜的产率偏低，但产品中Cu元素含量偏大，原因是 pH过大，生成了Cu（OH）2沉淀，Cu（OH）2中的Cu元素含量高于碱式碳酸铜pH过大，生成了Cu（OH）2沉淀，Cu（OH）2中的Cu元素含量高于碱式碳酸铜。
③称取9.55g碱式碳酸铜[xCuCO3⋅yCu（OH）2⋅zH2O]产品，通入氢气充分加热反应后，得到4.8g固体残留物，同时生成2.2g二氧化碳和2.7g水。则该产品的化学式为 2CuCO3•Cu（OH）2•2H2O2CuCO3•Cu（OH）2•2H2O。
【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用．
【答案】铜离子与柠檬酸（或柠檬酸根）形成配合物，使铜离子浓度减小，与氢氧根离子形成Cu（OH）2减少；Cu（OH）2+C6H8O6=C6H6O6+2H2O+Cu；当温度超过80℃时，抗坏血酸分解，浓度降低，还原铜的能力减弱；边搅拌边加入25mL0.5mol/L CuSO4溶液，在pH计测定溶液pH条件下，用0.1mol/LNaOH溶液或0.1mol/L盐酸调节溶液pH约为9，充分反应后，过滤，洗涤沉淀至最后一次洗涤滤液滴加0.1mol/LBaCl2溶液无沉淀生成；pH过大，生成了Cu（OH）2沉淀，Cu（OH）2中的Cu元素含量高于碱式碳酸铜；2CuCO3•Cu（OH）2•2H2O
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：80引用：3难度：0.4
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（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有。
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（2）若在空气中“酸浸”时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是：（用离子方程式表示）．
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在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，检验Fe3+已经除尽的试剂是（除KSCN外）．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：12引用：1难度：0.1
