Question

我国是最早发现并使用青铜器的国家，后母戊鼎是我国的一级文物，是世界上出土的最大最重的青铜礼器。现代社会中铜的应用常广泛，铜的回收再利用是化工生产的一个重要领域。实验室利用废旧电池的铜帽、Zn总含量约为回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如下：

请回答下列问题：

(1)请写出一种加快铜帽溶解的方法：______。铜帽溶解时通入空气的作用是______用化学方程式表示。

(2)调节溶液pH时，是将溶液的pH调______填“大”或“小”到。

(3)电解精炼粗铜时，阴极的电极反应式为______。工业上常釆用甲醇燃料电池作为电解精炼铜旳电源，写岀碱性甲醇燃料电池的负极反应式：______。

(4)已知：吋，能溶于 NaOH溶液生成。室温下，几种离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表所小开始沉淀的pH按金属离子浓度为计算：

开始沉淀的pH	2
沉淀完全的pH

①表中沉淀完全的pH为______。

②由过滤粗铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为可选用的试剂：、稀硝酸、溶液：

______；

______；

过滤；

______；

过滤、洗涤、干燥；

煅烧。

Answer

将铜帽粉碎或搅拌，适当加热，适当增大硫酸的浓度等均可 小 3 加足量溶液充分反应 滴加溶液，调节溶液pH约为或 向滤液中加溶液，调节溶液pH约为或

【解析】

铜帽水洗后，与硫酸和氧气反应转化成，Zn转化成，调节pH值，置换出Cu，再经过电解精炼粗铜，将金属铜提纯，滤液含有硫酸锌，可先除去铁离子、铝离子，生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，向滤液中加溶液，调节溶液pH约为或，使锌离子完全沉淀为氢氧化锌，经过滤、洗涤、干燥、灼烧可生成ZnO，以此解答该题。

(1)加快铜帽溶解可以将铜粉碎，也可以增大硫酸的浓度，适当加热，以加快化学反应速率；铜帽溶解时通入空气是让铜与氧气、稀硫酸反应生成硫酸铜，方程式为：，故答案为：将铜帽粉碎或搅拌，适当加热，适当增大硫酸的浓度等均可；；

(2)和在溶液中易发生水解，故需将溶液的PH值调小，故答案为：小；

(3)电解精炼粗铜时，阴极得到纯铜，即阴极得电子，电极方程式为：；甲醇燃料电池中燃料甲醇作负极，失去电子，在碱性电解质溶液中的电极反应方程式：； 故答案为：；；

(4)①溶液中，时铁离子开始沉淀，即，所以当时，铁离子沉淀完全，代入上述公式可以求得此时溶液中，即pH为3时，完全沉淀； 故答案为：3；

②由过滤粗铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为：加足量溶液充分应，将亚铁离子充分氧化；

滴加溶液，调节溶液pH约为或，将溶液中的铁离子和铝离子完全转化为氢氧化物沉淀，且保证锌离子不沉淀；

过滤，除去铁和铝的氢氧化物沉淀；

向滤液中加溶液，调节溶液pH约为或，使锌离子完全沉淀为氢氧化锌；

过滤、洗涤、干燥；

煅烧，可使氢氧化锌分解生成ZnO，

故答案为：加足量溶液充分反应；滴加溶液，调节溶液pH约为或；向滤液中加溶液，调节溶液pH约为或。