Question

【題目】一種從廢甲醇催化劑（含ZnO、CuO及少量Fe2O3、石墨及MnO2等）回收銅并制取活性氧化鋅的工藝流程如下：

回答下列問題：

（1）廢催化劑“破碎”的目的是________，“酸浸”后“浸渣”的主要成分是________。

（2）“氧化”時Mn2＋被氧化的離子方程式為________。

（3）“中和沉淀”時pH對鋅轉(zhuǎn)化為堿式碳酸鋅的轉(zhuǎn)化率影響如圖所示：pH＞7時，轉(zhuǎn)化率開始減小的原因是________[用離子方程式說明，已知Zn（OH）2性質(zhì)與Al（OH）3類似]。

（4）“過濾3、洗滌”時，能證明已洗滌干凈的操作方法是________；所得濾液中主要溶質(zhì)是________。

（5）測定“粗銅粉”中銅的質(zhì)量分數(shù)的實驗步驟如下：

Ⅰ．準確稱取粗銅粉mg，加入足量HCl和H2O2使其完全溶解（Cu＋H2O2＋2H＋＝Cu2＋＋2H2O，Zn及Fe也同時溶解）。

Ⅱ．將溶液煮沸1～2min，除去過量的H2O2。

Ⅲ．依次滴入適量氨水、醋酸及NH4HF2溶液，以排除Fe3＋的干擾。然后加入稍過量的KI（2Cu2＋＋4I－＝2CuI↓＋I2），再加入1mL淀粉溶液作指示劑，用cmol·L－1Na2S2O3標準溶液滴定至藍色消失（I2＋2S2O32－＝2I－＋S4O62－）且半分鐘內(nèi)不變色，共消耗Na2S2O3標準溶液VmL。

①銅的質(zhì)量分數(shù)為________（列出計算表達式）。

②缺少步驟Ⅱ會使測定的銅的質(zhì)量分數(shù)________（填“偏大”“偏小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】提高銅、鋅的浸取率和浸取速率 石墨 Mn2＋＋S2O82－＋3H2O＝MnO（OH）2↓＋2SO42－＋4H＋ Zn2＋＋4OH－＝ZnO22－＋2H2O 取少量最后一次的洗滌液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液，若不產(chǎn)生白色沉淀，則表明已洗滌干凈 （NH4）2SO4 偏大

【解析】

滴定實驗計算思路：先找出所求物質(zhì)與標準溶液的物質(zhì)的量關(guān)系式：2Cu2＋~ I2~2S2O32－，進而求出Cu的質(zhì)量，最后算出其質(zhì)量分數(shù)。

（1）“破碎”的目的是增大固體接觸面積，提高銅、鋅的浸取率和浸取速率；石墨常溫下不與濃硫酸反應(yīng)，所以“酸浸”后“浸渣”的主要成分是石墨；

（2）“氧化”時，Mn2＋被氧化為MnO（OH）2，S2O82－中-1價的氧原子被還原為-2價，所以離子方程式為Mn2＋＋S2O82－＋3H2O＝MnO（OH）2↓＋2SO42－＋4H＋；

（3）已知Zn（OH）2性質(zhì)與Al（OH）3類似，即堿性過強，Zn（OH）2會與OH－反應(yīng)生成ZnO22－，故pH＞7時，轉(zhuǎn)化率開始減小的原因用離子方程式說明是Zn2＋＋4OH－＝＋2H2O；

（4）證明沉淀已洗滌干凈的操作方法是檢驗雜質(zhì)離子：硫酸根離子，步驟是取少量最后一次的洗滌液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液，若不產(chǎn)生白色沉淀，則表明已洗滌干凈；由溶液中剩余大量NH4+和SO42-可知，所得濾液中主要溶質(zhì)是（NH4）2SO4；

（5）①由關(guān)系式：2Cu2＋~ I2~2S2O32－可知，n(Cu2＋)= n(S2O32－)=cV10-3mol，

m(Cu2＋)=10-3 g，則銅的質(zhì)量分數(shù)為。

②缺少步驟Ⅱ，過量的H2O2會氧化更多I－，生成更多的I2，消耗更多的S2O32－，使測定的銅的質(zhì)量分數(shù)偏大。