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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反应的化学方程式:
Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O
Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O
,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   2S2
O
2
-
3
+I2=2I-+S4
O
2
-
6

①滴定终点的判断方法是
当滴加最后一滴Na2S2O3标准溶液后,溶液蓝色褪去,且半分钟内颜色不变,说明达到滴定终点
当滴加最后一滴Na2S2O3标准溶液后,溶液蓝色褪去,且半分钟内颜色不变,说明达到滴定终点

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
80.99
80.99
%(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
偏高
(偏高、偏低或无影响 )。
(3)已知pH>11 时Zn(OH) 2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)]42-。如图列出了几种离子生成氢氧化物沉淀 的pH(开始沉淀pH 以离子浓度为1.0 mol•L-1计)。

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(以最佳方案填写):
①向滤液中加入适量30% H2O2,使其充分反应;
滴加1.0mol•L-1NaOH,调节溶液pH约为5
滴加1.0mol•L-1NaOH,调节溶液pH约为5

③过滤;
向滤液中滴加1.0mol•L-1NaOH,调节溶液pH约为10(或8.9≤pH≤11),使Zn2+沉淀完全
向滤液中滴加1.0mol•L-1NaOH,调节溶液pH约为10(或8.9≤pH≤11),使Zn2+沉淀完全

⑤过滤、洗涤、干燥;
⑥900℃煅烧。
(4)常温下,若向50mL 0.002mol•L-1CuSO4溶液中加入50mL0.0044 mol•L-1 NaOH溶液,生成了沉淀。已知Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10-20(mol•L-13,计算沉淀生成后溶液中c(Cu2+)=
5.0×10-13
5.0×10-13
mol•L-1

【答案】Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O;当滴加最后一滴Na2S2O3标准溶液后,溶液蓝色褪去,且半分钟内颜色不变,说明达到滴定终点;80.99;偏高;滴加1.0mol•L-1NaOH,调节溶液pH约为5;向滤液中滴加1.0mol•L-1NaOH,调节溶液pH约为10(或8.9≤pH≤11),使Zn2+沉淀完全;5.0×10-13
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:12引用:1难度:0.5
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    (2)“酸浸”时间一般不超过20min,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)。
    (3)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则操作B是
     

    (4)煅烧A的反应方程式是
     

    (5)ag烧渣经过上述工艺可得红氧化铁bg。药典标准规定,制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%,则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于
     
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    (1)焙烧时产生的主要有害气体是
     

    (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).
    (3)根据下表数据:
    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
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,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
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