实验室含铜废液的处理一、处理方法1.1沉淀法处理铜离子主要的实验依据是:2+ -Cu2 + OH = Cu(OH)2Cu(OH)2 + H2SO4 = CuSO4 + 2H2O最后得到带结晶水CuSO4粉末(因CuSO4在实验室中常用的药品且保存方便不易变质)。
整个实验过程所需的主要的实验药品是实验室中常用的稀NaOH和图2,实验室铜离子回收流程图1.2氧化还原法处理废液中铜离子依据:以废铁丝(或者废铁皮、铁钉等,事先在酸中除去铁丝外面铁锈)为原料Fe2O3+3H2SCk= Fe2(SO4)3+3H2OCu2++Fe= Cu+Fe2+铜是不活泼金属,不能与稀硫酸直接反应,所以先把同转化为氧化铜后再与稀硫酸反应2Cu+O2= 2CuOCuO+H2SO4= CUSO4+H2O直接加H2SO4,过滤,滤渣为铜可直接回收,滤液加碱成氢氧化铁,加酸回收为Fe2(SO4)32.1氢气还原氧化铜实验的废液的处理实验药品与仪器:Zn片、稀H2SO4、碱石灰、CuO粉末、布氏漏斗、实验原理:纸、玻璃棒、试剂瓶、中型坩埚、启普发生器、硬质管、酒精灯、U型管。
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 tH2 + CuO = Cu + H2OCuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O实验步骤:⑴检验启普发生器的气密性,按下图连接实验装置;⑵用托盘天平取CuO粉末10.0g,平铺在硬质管的中部,托盘天平称量硬质管的质量;⑶检验纯度后通入H2 —段时间后点燃酒精灯,待黑色粉末消失时熄灭酒精灯,通H2到试管干燥冷却;⑷称量硬质管和以还原的CuO质量,记录数据;⑸还原产物倾入烧杯中并用稀H2SO4,冲洗硬质管壁,减压抽滤,用实验稀H2SO4洗涤固体Cu;⑹干燥固体Cu并称量,滤液在坩埚中蒸发至干并用分析天平称量,回收CuSO4 • 5H2O⑺把回收产品放入试剂瓶,整理实验设备。
22甲酸铜的制备实验废液的铜离子回收实验药品与仪器:CuSO4 5H2O、NaHCO3、HCOOH、稀H2SO4、0.01mol/L的NaOH、托盘天平、研钵、温度计、烧杯、玻璃棒、酒精灯、坩埚、布氏漏斗、滤纸、蒸发皿、石棉网、铁架台、漏斗。
实验原理:甲酸铜可有碱式碳酸铜与甲酸制备,本实验先制备碱式碳酸铜再制备甲酸铜。
实验反应方程是如下:2CuSO4 + 4NaHCO3=Cu (OH )2 CuCO3 J + 3COT +2NaSO+ H2OCu( OH) CuCO3 + 4HCOOH + 5H2O=2Cu(HCOO)2 4H2O + CO2 T Cu2+ +2OH- = Cu (OH) 2 JCu (OH) 2 + H2SO4 = CuSO4 + H2O实验步骤:⑴取12.5g CuSO4 5H2O和9.5g NaHCO3放入研钵中,混合磨细;⑵在快速搅拌下将混合物加入100ml的近沸水中,待混合物加完后再加热几分钟;⑶静置澄清后,用倾析法洗涤沉淀至无SO42-,抽滤至干,称重,收集抽滤后的废液,待用;⑷将上步得到产品放入烧杯中,加入20ml蒸馏水;⑸加热搅拌至323K左右,逐滴加入适量的甲酸,趁热过滤;⑹滤液蒸发至原体积的1/3左右,冷至室温,减压过滤并用少量的乙醇洗涤晶体2次,抽滤至干,收集滤液待用;⑺得到产品Cu(HCOO)2 4H2O,称重,计算产率;⑻将前面步骤中收集的滤液放入大烧杯,加入0.01mol/L的NaOH,待出现蓝色絮状沉淀停止加入;⑼减压过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,并检查滤液中是否存在铜离子;⑽将上步得到的沉淀中加入稀硫酸至沉淀全部溶解,后蒸发溶液得CuSO4粉末,称重,计算产率;(11)将实验产品及回收产品放入试剂瓶。
2.3碘酸铜的Ksp的测定实验废液的铜离子回收实验药品与仪器:吸量管(20ml、2ml)、容量瓶(50ml)、托盘天平、定量滤纸、温度计、稀H2SO4、0.01mol/LNaOH、CuSO4(0.100mol/L)、KIO3、坩埚、酒精灯、铁架台、石棉网、布氏漏斗等。
实验原理:碘酸铜是难溶强电解质,在其饱和的水溶液中,存在下面的平衡:Cu (IO3) 2 二Cu2+ + 2IO3-在一定的温度下,Ksp=[ Cu2+][ IO3-]2是个常数。
本实验是用硫酸铜和碘酸钾制备碘酸铜饱和溶液,然后用分光光度计测定吸光度,得Cu2+浓度最后算得常数Ksp。
其中的废液中的铜尽以下反应回收:Cu2+ + 2OH- = Cu (OH) 2 JCu (OH) 2 + H2SO4 = CuSO4 + H2O实验步骤:⑴2.0gCuSO4 5H2O和3.4g KIO3与适量的水反应制得Cu(IO)2,用蒸馏水洗涤沉淀至无SO42-%止;⑵将上述制得的Cu (IO3) 2配成饱和溶液,用双层滤纸过滤收集在大烧杯中,待用;⑶测量吸光度,就算Ksp;⑷将测过的溶液回收在烧杯中,加入NaOH溶液,直到Cu2+完全沉淀;⑸过滤得Cu (OH) 2沉淀加入稀硫酸得溶液,蒸发CuSO4溶液得CuSO4粉末;⑹回收碘酸铜晶体和硫酸铜粉末。
2.4间接碘量法测定铜盐中的铜实验的后续处理实验药品与仪器:O.1mol/L的Na2S2O3标准溶液、100g/L的KI溶液(使用前配置)、100g/L的KSCN溶液、1mol/L的H2SO4溶液、5g/L的淀粉溶液、CuSO4 5H2O式样、Na2S溶液、烧杯、玻璃棒、漏斗等。
实验原理:在弱酸性的条件下,Cu2+可以被KI还原为Cui,同时析出与之计量相当的I2,用标液滴定后,以淀粉为指示剂。
反应式如下:2Cu2+ + 5「=2Cui J + -I2- - 2- -2S2O3 + |3 = S4O6 + 3I因Cui沉淀表面容易吸附少量I2,这部分I2不与淀粉作用,而使终点提前,故在终点前加入KSCN使CuI转化成溶解度更小的CuSCN,而CuSCN不会吸附12,从而提高了准确度。
实验步骤:准确称取CuSO4 5H2O 0.5-0.6g,置于锥形瓶中,加水溶解,力卩10ml100g/L的KI,立即用Na2S2O3标准溶液滴至浅黄色,加入2ml淀粉指示剂,继续滴定至呈浅蓝色,再加入10ml 100g/L的KSCN,溶液转为深蓝色在继续用Na2S2O3标准溶液滴至蓝色正好消失即为终点。
平行测定三次,计算CuSO4 5H2O中Cu的质量分数。
沉淀过滤洗涤直接得到纯CuI,称量2.5间接制备氢氧化铜实验废液的处理仪器与药品:烧杯,玻璃棒,水浴锅,布氏漏斗,滤纸,干燥箱;NaOH, CuSO4实验原理:直接用强碱与硫酸铜作用,生成氢氧化铜的同时会夹杂碱式盐,导致产物不纯,难以分离2CuSC4+2OH-+SO42-=Cu2 (OH) 2SO4J 2CuSQ+2OH-+CO42-=Cu2 (OH) 2CO4J一般而言,碱式盐溶解度大于氢氧化铜,因此,如果降低体系内自由Cu2+浓度,而后加入大量强碱,可满足氢氧化铜沉淀条件,而不能满足碱式盐沉淀条件,实验首先将铜离子转化成铜氨配离子:CuSO4+4NH3=[Cu (NH3) 4]SO4配离子的形成大大降低体系内自由铜离子浓度,再加入大量强碱:[Cu (NH3) 4]+2OH-=Cu(OH)2 J +4NH因此由配合物溶液出发可制的较纯的氢氧化铜实验步骤:1、12.5g五水硫酸铜,100ml水,水浴恒温343K2、搅拌下滴加1:1 NH3 H2O,直至生成的沉淀(浅蓝色)刚好完全溶解(溶液为深蓝色),记录氨水用量。
3、缓慢滴加50ml2M的NaOH,生成浅蓝色氢氧化铜沉淀,抽滤,15ml 无水乙醇洗涤,合并滤液及洗水,待用。
4、5ml乙醚淋洗,抽干转移至表面皿,干燥称重,计算产率,回收氢氧化铜。
5、将滤液中加入NaOH溶液,直到Cu2+完全沉淀;过滤得Cu (OH) 2 沉淀加入稀硫酸得溶液,蒸发CuSO4溶液得CuSO4;回收硫酸铜晶体,称量。
2.6碱式碳酸铜的制备实验废液中铜离子的处理仪器与药品:玻璃棒,烧杯,恒温水浴锅,烘箱;CuSO4,Na z CO3,BaCl2 实验原理:为了适于碱式碳酸铜的生成和离取,根据碱式碳酸铜的性质和铜盐的性质,选用硫酸铜溶液和碳酸钠溶液。
其反应方程式如下:2CuSO4+2NaCO3+H2O 水浴加热> Cu2(OH)2CO3+CO2 t +2Na2SO4 反应过程中,反应温度、反应物浓度及反应物配比对反应物均有影响。
实验步骤:1、取60mL0.5mol/L的CuSO4溶液置于150m!烧杯中,再取72mL0.5mol/L Na2CO3溶液于另一个150mL烧杯中。
将两个贴有标签的烧杯同时放到50E恒温水浴中加热,几分钟后取出2、将两个烧杯取出,将CuSO4溶液倒入N82CO3溶液中,用玻璃棒搅拌,静置,待沉淀完全(可放置2- 3天)。
3、用蒸馏水洗涤沉淀数次,直到沉淀中不含硫酸根离子为止(可取上层清液少许置于小试管中,滴加几滴BaCl2溶液,观察有无白色沉淀),抽滤。
滤液放入烧杯中待用。
4、将产品在烘箱中(100 C)烘干,待冷至室温后称量,并计算产率。
5、将测过的溶液回收在烧杯中,加入NaOH容液,直到Cu2+完全沉淀;6 、过滤得Cu (OH)2沉淀加入稀硫酸得溶液,蒸发CuSO4溶液得CuSO4晶体。
称量7、回收硫酸铜晶体。