Question

【題目】我國是最早發(fā)現(xiàn)并使用青銅器的國家，后母戊鼎是我國的一級(jí)文物，是世界上出土的最大最重的青銅禮器。現(xiàn)代社會(huì)中銅的應(yīng)用常廣泛，銅的回收再利用是化工生產(chǎn)的一個(gè)重要領(lǐng)域。實(shí)驗(yàn)室利用廢舊電池的銅帽、Zn總含量約為回收Cu并制備ZnO的部分實(shí)驗(yàn)過程如下：

請(qǐng)回答下列問題：

(1)請(qǐng)寫出一種加快銅帽溶解的方法：______。銅帽溶解時(shí)通入空氣的作用是______用化學(xué)方程式表示。

(2)調(diào)節(jié)溶液pH時(shí)，是將溶液的pH調(diào)______填“大”或“小”到。

(3)電解精煉粗銅時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式為______。工業(yè)上常釆用甲醇燃料電池作為電解精煉銅旳電源，寫岀堿性甲醇燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式：______。

(4)已知：吋，能溶于NaOH溶液生成。室溫下，幾種離子生成氫氧化物沉淀的pH如下表所小開始沉淀的pH按金屬離子濃度為計(jì)算：

開始沉淀的pH	2
沉淀完全的pH

①表中沉淀完全的pH為______。

②由過濾粗銅的濾液制備ZnO的實(shí)驗(yàn)步驟依次為可選用的試劑：、稀硝酸、溶液：

______；

______；

過濾；

______；

過濾、洗滌、干燥；

煅燒。

Answer 1

【答案】將銅帽粉碎或攪拌，適當(dāng)加熱，適當(dāng)增大硫酸的濃度等均可 小 3 加足量溶液充分反應(yīng) 滴加溶液，調(diào)節(jié)溶液pH約為或 向?yàn)V液中加溶液，調(diào)節(jié)溶液pH約為或

【解析】

銅帽水洗后，與硫酸和氧氣反應(yīng)轉(zhuǎn)化成，Zn轉(zhuǎn)化成，調(diào)節(jié)pH值，置換出Cu，再經(jīng)過電解精煉粗銅，將金屬銅提純，濾液含有硫酸鋅，可先除去鐵離子、鋁離子，生成氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀，向?yàn)V液中加溶液，調(diào)節(jié)溶液pH約為或，使鋅離子完全沉淀為氫氧化鋅，經(jīng)過濾、洗滌、干燥、灼燒可生成ZnO，以此解答該題。

(1)加快銅帽溶解可以將銅粉碎，也可以增大硫酸的濃度，適當(dāng)加熱，以加快化學(xué)反應(yīng)速率；銅帽溶解時(shí)通入空氣是讓銅與氧氣、稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅，方程式為：，故答案為：將銅帽粉碎或攪拌，適當(dāng)加熱，適當(dāng)增大硫酸的濃度等均可；；

(2)和在溶液中易發(fā)生水解，故需將溶液的PH值調(diào)小，故答案為：小；

(3)電解精煉粗銅時(shí)，陰極得到純銅，即陰極得電子，電極方程式為：；甲醇燃料電池中燃料甲醇作負(fù)極，失去電子，在堿性電解質(zhì)溶液中的電極反應(yīng)方程式：； 故答案為：；；

(4)①溶液中，時(shí)鐵離子開始沉淀，即，所以當(dāng)時(shí)，鐵離子沉淀完全，代入上述公式可以求得此時(shí)溶液中，即pH為3時(shí)，完全沉淀； 故答案為：3；

②由過濾粗銅的濾液制備ZnO的實(shí)驗(yàn)步驟依次為：加足量溶液充分應(yīng)，將亞鐵離子充分氧化；

滴加溶液，調(diào)節(jié)溶液pH約為或，將溶液中的鐵離子和鋁離子完全轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀，且保證鋅離子不沉淀；

過濾，除去鐵和鋁的氫氧化物沉淀；

向?yàn)V液中加溶液，調(diào)節(jié)溶液pH約為或，使鋅離子完全沉淀為氫氧化鋅；

過濾、洗滌、干燥；

煅燒，可使氫氧化鋅分解生成ZnO，

故答案為：加足量溶液充分反應(yīng)；滴加溶液，調(diào)節(jié)溶液pH約為或；向?yàn)V液中加溶液，調(diào)節(jié)溶液pH約為或。