Question

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的部分实验过程如图：

（1）①写出铜帽溶解时铜与加入的稀硫酸、30%H₂O₂反应的离子反应方程式___。

②铜帽溶解完全后，需将溶液中过量的H₂O₂除去。除去H₂O₂的简便方法是___。

（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Cu^2＋的含量。

实验操作为：准确量取一定体积的含有Cu^2＋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：2Cu^2＋+4I^-=2CuI↓_(白色)+I₂，2S₂O₃^2-+I₂=2I^-+S₄O₆^2-

滴定选用的指示剂为___，达到滴定终点观察到的现象为___。

（3）常温下，若向50mL0.0001mol/LCuSO₄溶液中加入50mL0.00022mol/LNaOH溶液，生成了沉淀。已知K_SP[Cu(OH)₂]=2.0×10^-20(mol/L)³，计算沉淀生成后溶液中c(Cu²⁺)=__mol/L；

（4）已知pH>11时Zn(OH)₂能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)₄]^2-。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L^-1计算)。

	开始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe^3^＋	1.1	3.2
Fe^2^＋	5.8	8.8
Zn^2^＋	5.9	8.9

实验中可选用的试剂：30%H₂O₂、1.0mol·L^-1HNO₃、1.0mol·L^-1NaOH。由除去铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为：①向滤液中加入适量30%H₂O₂，使其充分反应；

②___；③过滤；④___；⑤过滤、洗涤、干燥；⑥900℃煅烧。

Answer

Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O 加热至沸 淀粉溶液 蓝色褪去且半分钟不恢复原来溶液颜色 2×10-10 滴加1.0mol·L-1NaOH，调溶液pH约为5(或3.2≤pH<5.9)，使Fe3＋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

【解析】

（1）①因为双氧水在酸性溶液中先把铜氧化成氧化铜，当然这是一个微弱的反应，形成一个平衡，但是形成的氧化铜马上就会被稀硫酸溶解，平衡被打破，反应朝正方向进行，故而逐渐溶解，反应的化学方程式为：Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O；

②过氧化氢性质比较稳定，高温条件下即可猛烈的分解为水和氧气，将溶液中过量的H2O2除去可加热至沸；

（2）淀粉溶液为指示剂，当最后一滴Na2S2O3溶液滴入时，溶液蓝色褪去，半分钟颜色不变，说明滴定到达终点；

（3）常温下，若向50mL0.0001mol/LCuSO4溶液中加入50mL0.00022mol/LNaOH溶液，生成了沉淀，反应中氢氧化钠过量，反应后溶液中氢氧根浓度为=0.00001mol/L，根据Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10-20(mol/L)3，可知沉淀生成后溶液中铜离子浓度为= 2×10-10 mol/L;

（4）向滤液中加入30%H2O2，使其充分反应，目的使Fe2+转化完全为Fe3+，滴加NaOH溶液，调节溶液PH约为5（或3.2≤pH＜5.9），使Fe3+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，900℃煅烧，制得氧化锌。