廢棄物的綜合利用既有利于節(jié)約資源,又有利于保護環(huán)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(yīng)的化學(xué)方程式:Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2OCu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O,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(zhì)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(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,調(diào)節(jié)溶液pH=3~4,加入過量的KI,用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點。上述過程中反應(yīng)的離子方程式如下:
2Cu2++4I-=2CuI(白色)↓+I2 2S2O2-3+I2=2I-+S4O2-6
①滴定終點的判斷方法是 當(dāng)?shù)渭幼詈笠坏蜰a2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液后,溶液藍色褪去,且半分鐘內(nèi)顏色不變,說明達到滴定終點當(dāng)?shù)渭幼詈笠坏蜰a2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液后,溶液藍色褪去,且半分鐘內(nèi)顏色不變,說明達到滴定終點;
②某同學(xué)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(diào)節(jié)溶液pH=3~4,加入過量的KI,用0.1000mol/L Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點。再重復(fù)操作實驗3次,記錄數(shù)據(jù)如下:
O
2
-
3
O
2
-
6
實驗編號 | 1 | 2 | 3 | 4 |
V (Na2S2O3)(mL) | 28.32 | 25.31 | 25..30 | 25.32 |
80.99
80.99
%(結(jié)果保留四位有效數(shù)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
偏高
(偏高、偏低或無影響 )。(3)已知pH>11 時Zn(OH) 2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)]42-。如圖列出了幾種離子生成氫氧化物沉淀 的pH(開始沉淀pH 以離子濃度為1.0 mol?L-1計)。
實驗中可選用的試劑:30% H2O2、1.0 mol?L-1 HNO3、1.0 mol?L-1 NaOH。由除去銅的濾液制備ZnO的 實驗步驟依次為(以最佳方案填寫):
①向濾液中加入適量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
滴加1.0mol?L-1NaOH,調(diào)節(jié)溶液pH約為5
;③過濾;
④
向濾液中滴加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
向濾液中滴加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過濾、洗滌、干燥;
⑥900℃煅燒。
(4)常溫下,若向50mL 0.002mol?L-1CuSO4溶液中加入50mL0.0044 mol?L-1 NaOH溶液,生成了沉淀。已知Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10-20(mol?L-1)3,計算沉淀生成后溶液中c(Cu2+)=
5.0×10-13
5.0×10-13
mol?L-1。【答案】Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O;當(dāng)?shù)渭幼詈笠坏蜰a2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液后,溶液藍色褪去,且半分鐘內(nèi)顏色不變,說明達到滴定終點;80.99;偏高;滴加1.0mol?L-1NaOH,調(diào)節(jié)溶液pH約為5;向濾液中滴加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;5.0×10-13
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:12引用:1難度:0.5
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1.為了保護環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過如下簡化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以Fe2O3存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略)。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O═15FeSO4+8H2SO4,不考慮其他反應(yīng),請回答下列問題:
(1)第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是
(2)檢驗第Ⅱ步中Fe3+是否完全還原,應(yīng)選擇
A.KMnO4溶液B.K3[Fe(CN)6]溶液C.KSCN溶液
(3)第Ⅲ步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH降到5.2,此時Fe2+不沉淀,濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是
(4)FeSO4可轉(zhuǎn)化為FeCO3,F(xiàn)eCO3在空氣中加熱反應(yīng)可制得鐵系氧化物材料,已知25℃,101kPa時:
4Fe(s)+3O2(g)═2Fe2O3(s)△H=-1 648kJ?mol-1
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393kJ?mol-1
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)═2FeCO3(s)△H=-1 480kJ?mol-1FeCO3在空氣中加熱反應(yīng)生成Fe2O3的熱化學(xué)方程式是
(5)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料。該材料可用于制造高容量鋰電池,電池放電時的總反應(yīng)為4Li+FeS2═Fe+2Li2S,正極反應(yīng)式是
(6)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%.將akg質(zhì)量分數(shù)為b%的硫酸加入ckg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其他雜質(zhì)浸出消耗的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計。按上述流程,第Ⅲ步應(yīng)加入FeCO3發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:28引用:2難度:0.5 -
2.為了保護環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過如下簡化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(Fe主要以Fe2O3存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略)。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考慮其它反應(yīng),請回答下列問題:
(1)第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是
(2)檢驗第Ⅱ步中Fe3+是否完全被還原,應(yīng)選擇
A.KMnO4溶液 B.KCl溶液 C.KSCN 溶液
(3)第Ⅲ步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH到5.2,此時Fe2+不沉淀,濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡,通入空氣引起溶液pH降低的原因是
(4)FeSO4可轉(zhuǎn)化為FeCO3,F(xiàn)eCO3在空氣中加熱反應(yīng)可制得鐵系氧化物材料。
已知25℃,101kPa時:
4Fe(s)+3O2(g)═2Fe2O3(s)△H=-1648kJ/mol
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393kJ/mol
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)═2FeCO3(s)△H=-1480kJ/mol
FeCO3在空氣中加熱反應(yīng)生成Fe2O3的熱化學(xué)方程式是
(5)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料,該材料可用于制造高容量鋰電池,電池放電時的總反應(yīng)為4Li+FeS2=Fe+2Li2S,正極反應(yīng)式是
(6)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%,將a kg質(zhì)量分數(shù)為b%的硫酸加入到c kg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其它雜質(zhì)浸出消耗的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計,按上述流程,第Ⅲ步應(yīng)加入FeCO3發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:495引用:3難度:0.3 -
3.四氧化三錳用于電子工業(yè)生產(chǎn)軟磁鐵氧體,用作電子計算機中存儲信息的磁芯。以工業(yè)硫酸錳為原料(含有少量CaO、MgO、Ca(OH)2等物質(zhì))制備Mn3O4的工藝流程如圖:
已知:①氧化時鼓入空氣使溶液的電位迅速上升;
②四氧化三錳中錳的化合價與四氧化三鐵中鐵的化合價類似。
回答下列問題:
(1)為提高“溶解”效率,可采取的措施有
(2)濾渣的主要成分是
(3)氧化時,生成Mn3O4的離子方程式為
(4)向母液可加入
A.CaO
B.稀氫氧化鈉溶液
C.氫氧化鈣固體
D.(NH4)2CO3
(5)通過對上述“氧化”工藝進行數(shù)據(jù)收集及資料分析可知溶液電位與pH等關(guān)系如圖所示
氧化時N2H4?H2O的作用是
(6)四氧化三錳的其他制法:
①熱還原法:
在甲烷氣體存在下,將Mn2O3還原成Mn3O4的化學(xué)方程式為
②電解法:
利用電解原理,制備四氧化三錳裝置如圖所示。(電極材料均為惰性電極,<代表電子流向)
電源正極為發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:14引用:1難度:0.6
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