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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反应的离子反应方程式:            ;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   2S2O32-+I2=2I-+S4O62-

①滴定选用的指示剂为        ,滴定终点观察到的现象为          

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       ,(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”、“偏低”或“无影响”);

(3)常温下,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(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1.0 mol·L-1计算)。

开始沉淀的pH

沉淀完全的pH

Fe3+

1.1

3.2

Fe2+

5.8

8.8

Zn2+

5.9

8.9

实验中可选用的试剂:30%H2O2、1.0 mol·L-1HNO3、1.0 mol·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;

                   ;③过滤;

                   ;⑤过滤、洗涤、干燥;⑥900℃煅烧。

高三化学实验题极难题

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