Question

【題目】廢棄物的綜合利用既有利于節約資源，又有利于保護環境。實驗室利用廢舊電池的銅帽（Cu、Zn 總含量約為99%）回收Cu并制備ZnO 的部分實驗過程如下：

（1）寫出銅帽溶解時銅與加入的稀硫酸、30%H2O2 反應的離子反應方程式______________________；銅帽溶解完全后，需加熱（至沸）將溶液中過量的H2O2除去。

（2）為確定加入鋅灰（主要成分為Zn、ZnO，雜質為鐵及其氧化物）的量，實驗中需測定除去H2O2 后溶液中Cu2+的含量。實驗操作為：準確量取一定體積的含有Cu2+的溶液于帶塞錐形瓶中，加適量水稀釋，調節溶液pH=3～4，加入過量的KI，用Na2S2O3標準溶液滴定至終點。上述過程中反應的離子方程式如下：2Cu2++4I﹣═2CuI（白色）↓+I2 2S2O32﹣+I2═2I﹣+S4O62﹣

①滴定選用的指示劑為______________，滴定終點觀察到的現象為_______________________________；

②某同學稱取1.0g電池銅帽進行實驗，得到100.00mL含有Cu2+的溶液，量取20.00mL上述含有Cu2+的溶液于帶塞錐形瓶中，加適量水稀釋，調節溶液pH=3～4，加入過量的KI，用0.1000mol/L Na2S2O3標準溶液滴定至終點。再重復操作實驗3次，記錄數據如下：

實驗編號	1	2	3	4
V（Na2S2O3）（mL）	28.32	25.31	25.30	25.32

計算電池銅帽中Cu的質量分數為__，（結果保留四位有效數字）若滴定前溶液中的H2O2沒有除盡，則所測定c （Cu2+）將會__（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）；

（3）常溫下，若向50mL 0.0001mol/L CuSO4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，計算沉淀生成后溶液中c（Cu2+）=__mol/L；

（4）已知pH＞11 時Zn（OH）2 能溶于NaOH溶液生成[Zn（OH）4]2﹣。下表列出了幾種離子生成氫氧化物沉淀的pH（開始沉淀的pH 按金屬離子濃度為1.0molL﹣1計算）。

	開始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe3+	1.1	3.2
Fe2+	5.8	8.8
Zn2+	5.9	8.9

實驗中可選用的試劑：30%H2O2、1.0molL﹣1HNO3、1.0molL﹣1NaOH。由除去銅的濾液制備ZnO的實驗步驟依次為：①向濾液中加入適量30% H2O2，使其充分反應；

②加入適量的1.0molL﹣1NaOH調節pH，產生沉淀；③過濾；

④______________；⑤過濾、洗滌、干燥；⑥900℃煅燒。

Answer 1

【答案】 Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O 淀粉溶液 藍色褪去 80.99% 偏高 2×10﹣10 向濾液中滴加1.0molL﹣1NaOH，調節溶液8.9≤pH≤11，使Zn2+沉淀完全

【解析】（1）因為雙氧水在酸性溶液中先把銅氧化成氧化銅，當然這是一個微弱的反應，形成一個平衡，但是形成的氧化銅馬上就會被稀硫酸溶解，平衡被打破，反應朝正方向進行，故而逐漸溶解，反應的離子方程式為Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O。

（2）①淀粉溶液為指示劑，當最后一滴Na2S2O3溶液滴入時，溶液藍色褪去，半分鐘顏色不變，說明滴定到達終點，故答案為：淀粉溶液，藍色褪去；

②舍去實驗1數據，求其它三組實驗數據平均值為25.31mL，由2Cu2++4I﹣═2CuI（白色）↓+I2 2S2O32﹣+I2═2I﹣+S4O62﹣得到關系式：2Cu2+——I2——2S2O32﹣，

n(Cu2+)=n(S2O32﹣)=25.31mL×10﹣3×0.1000mol/L，電池銅帽中Cu的質量分數為25.31mL×10﹣3×0.1000mol/L×5×64g/mol/1.0g=80.99%。若留有H2O2，加入KI后，會有以下反應：H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O，誤當成2Cu2++4I-=2CuI（白色）↓+I2生成的碘，使測定結果偏高，故答案為：偏高；

（3）向50mL 0.0001mol/L CuSO4溶液中加入50mL0.00022mol/LNaOH溶液，反應后溶液中剩余c(OH—)=1.0×10-5，KSP[Cu(OH)2]=2.0×10﹣20=c(Cu2+)×c2(OH—)，c(Cu2+)=2×10﹣10 。

（4）①向濾液中加入30%H2O2，使其充分反應，目的使Fe2+轉化完全為Fe3+，滴加NaOH溶液，調節溶液PH約為5（或3.2≤pH＜5.9），使Fe3+沉淀完全，向濾液中滴加1.0molL-1NaOH，調節溶液PH約為10（或8.9≤pH≤11），使Zn2+沉淀完全，900℃煅燒，制得氧化鋅。