16.廢棄的鋰離子電池中含有多種金屬元素,需回收處理。檸檬酸因具有酸性和較好的絡合性,可用于浸出金屬離子并得到檸檬酸浸出液。如圖是某小組研究從檸檬酸浸出液中分離出銅并制備堿式碳酸銅[xCuCO
3?yCu(OH)
2?zH
2O]的制備流程。
(1)在“調(diào)pH分離銅”的步驟中,理論上銅離子完全沉淀時pH為6.67,本實驗中測得pH=8時銅的沉淀率僅為7.2%,遠小于理論分析結(jié)果,可能的原因為
。
(2)在“還原法沉銅”的步驟中,利用抗壞血酸(C
6H
8O
6)能有效的將Cu(Ⅱ)還原成金屬Cu??箟难幔–
6H
8O
6)易被氧化為脫氫抗壞血酸(C
6H
6O
6);且受熱易分解。
①抗壞血酸還原Cu(OH)
2的離子方程式為:
。
②某實驗小組研究了相同條件下溫度對Cu沉淀率的影響。從圖1可以看出,隨著溫度的升高,相同時間內(nèi)Cu的沉淀率先逐漸增加,在80℃時達到最高點,后略有下降,下降可能的原因是
。
(3)將所得銅粉制備為CuSO
4溶液后再制備堿式碳酸銅。已知堿式碳酸銅的產(chǎn)率隨起始n(Na
2CO
3)與n(CuSO
4)的比值和溶液pH的關(guān)系如圖2所示。
①補充完整由0.5mol/LCuSO
4溶液制取堿式碳酸鋼的實驗方案:向燒杯中加入30mL0.5mol/LNa
2CO
3溶液,將燒杯置于70℃的水浴中,
,低溫烘干,得到堿式碳酸銅。(實驗中可選用的試劑或儀器:0.1mol/LBaCl
2溶液、0.1mol/LNaOH溶液、0.1mol/L鹽酸、pH計)
②實驗時發(fā)現(xiàn),若反應時溶液pH過大,所得堿式碳酸銅的產(chǎn)率偏低,但產(chǎn)品中Cu元素含量偏大,原因是
。
③稱取9.55g堿式碳酸銅[xCuCO
3?yCu(OH)
2?zH
2O]產(chǎn)品,通入氫氣充分加熱反應后,得到4.8g固體殘留物,同時生成2.2g二氧化碳和2.7g水。則該產(chǎn)品的化學式為
。