Question

10．廢棄物的綜合利用既有利于節(jié)約資源，又有利于保護(hù)環(huán)境．實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：

（1）①銅帽溶解時(shí)加入H₂O₂的目的是Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O（用化學(xué)方程式表示）．②銅帽溶解完全后，需將溶液中過(guò)量的H₂O₂除去．除去H₂O₂的簡(jiǎn)便方法是加熱至沸．
（2）為確定加入鋅灰（主要成分為Zn、ZnO，雜質(zhì)為鐵及其氧化物）的量，實(shí)驗(yàn)中需測(cè)定除去H₂O₂后溶液中Cu²⁺的含量．實(shí)驗(yàn)操作為：準(zhǔn)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?zhuān)�調(diào)節(jié)溶液pH=3～4，加入過(guò)量的KI，用Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)．上述過(guò)程中反應(yīng)的離子方程式如下：
2Cu²⁺+4I^-═2CuI（白色）↓+I₂
2S₂O${\;}_{3}^{2-}$+I₂═2I^-+S₄O${\;}_{6}^{2-}$
①滴定選用的指示劑為淀粉溶液，滴定終點(diǎn)觀察到的現(xiàn)象為藍(lán)色褪去．
②若滴定前溶液中的H₂O₂沒(méi)有除盡，所測(cè)定的Cu²⁺含量將會(huì)偏高（填“偏高”“偏低”或“不變”）．
（3）已知pH＞11時(shí)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(kāi)始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0mol•L^-1計(jì)算）．

	開(kāi)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(shí)驗(yàn)中可選用的試劑：30% H₂O₂、1.0mol•L^-1 HNO₃、1.0mol•L^-1 NaOH．
由除去銅的濾液制備ZnO的實(shí)驗(yàn)步驟依次為：①向?yàn)V液中加入30%H₂O₂，使其充分反應(yīng)；②滴加1.0mol•L^-1NaOH，調(diào)節(jié)溶液PH約為5（或3.2≤pH＜5.9），使Fe³⁺沉淀完全；
③過(guò)濾；④向?yàn)V液中滴加1.0mol•L^-1NaOH，調(diào)節(jié)溶液PH約為10（或8.9≤pH≤11），使Zn²⁺沉淀完全；⑤過(guò)濾、洗滌、干燥；⑥900℃煅燒．

Answer 1

分析 （1）①酸性條件下Cu與過(guò)氧化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸銅和水；②過(guò)氧化氫加熱到153℃便猛烈的分解；
（2）①根據(jù)淀粉與碘單質(zhì)作用變藍(lán)解答；
②根據(jù)H₂O₂+2I^-+2H⁺=I₂+2H₂O分析若滴定前溶液中的H₂O₂沒(méi)有除盡對(duì)測(cè)定的Cu²⁺含量的影響；
（3）滴加H₂O₂溶液，使Fe²⁺轉(zhuǎn)化完全為Fe³⁺，滴加NaOH溶液，形成氫氧化鐵沉淀，除雜后形成氫氧化鋅沉淀，過(guò)濾、洗滌、干燥900℃煅燒制得氧化鋅．

解答 解：（1）①因?yàn)殡p氧水在酸性溶液中先把銅氧化成氧化銅，當(dāng)然這是一個(gè)微弱的反應(yīng)，形成一個(gè)平衡，但是形成的氧化銅馬上就會(huì)被稀硫酸溶解，平衡被打破，反應(yīng)朝正方向進(jìn)行，故而逐漸溶解，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O，
故答案為：Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O；
②過(guò)氧化氫性質(zhì)比較穩(wěn)定，若加熱到153℃便猛烈的分解為水和氧氣，將溶液中過(guò)量的H₂O₂ 除去可加熱至沸，
故答案為：加熱至沸；
（2）①淀粉溶液為指示劑，當(dāng)最后一滴Na₂S₂O₃溶液滴入時(shí)，溶液藍(lán)色褪去，半分鐘顏色不變，說(shuō)明滴定到達(dá)終點(diǎn)，
故答案為：淀粉溶液；藍(lán)色褪去；
②若留有H₂O₂，加入KI后，會(huì)有以下反應(yīng)：H₂O₂+2I^-+2H⁺=I₂+2H₂O誤當(dāng)成2Cu²⁺+4I^-=2CuI（白色）↓+I₂ 生成的碘，使測(cè)定結(jié)果偏高，
故答案為：偏高；
（3）向?yàn)V液中加入30%H₂O₂，使其充分反應(yīng)，目的使Fe²⁺轉(zhuǎn)化完全為Fe³⁺；滴加NaOH溶液，調(diào)節(jié)溶液PH約為5（或3.2≤pH＜5.9），使Fe³⁺沉淀完全，向?yàn)V液中滴加1.0mol•L^-1NaOH，調(diào)節(jié)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，
故答案為：向?yàn)V液中加入30%H₂O₂，使其充分反應(yīng)；滴加1.0mol•L^-1NaOH，調(diào)節(jié)溶液PH約為5（或3.2≤pH＜5.9），使Fe³⁺沉淀完全；向?yàn)V液中滴加1.0mol•L^-1NaOH，調(diào)節(jié)溶液PH約為10（或8.9≤pH≤11），使Zn²⁺沉淀完全．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備原理及其綜合應(yīng)用、中和滴定原理等知識(shí)，題目難度中等，明確實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)原理和步驟是解答的關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>