Question

【題目】某廢催化劑含58.2%的SiO2、21.0%的ZnO、4.50%的ZnS和12.8%的CuS及少量的Fe3O4。某同學(xué)用15.0g該廢催化劑為原料，回收鋅和銅。采用的實(shí)驗(yàn)方案如下，回答下列問(wèn)題：

已知：ZnS與稀硫酸反應(yīng)，且化合價(jià)不變；CuS既不溶解于稀硫酸，也不與稀硫酸反應(yīng)

（1）在下列裝置中，第一次浸出反應(yīng)裝置最合理的___（填標(biāo)號(hào)）。

A. B.

C. D.

（2）濾液1中含有Fe2+，選用提供的試劑進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)方法如下：____。（提供的試劑：稀鹽酸 KSCN溶液 KMnO4溶液 NaOH溶液 碘水）

（3）本實(shí)驗(yàn)要用到抽濾，設(shè)所用的洗滌劑為X，抽濾洗滌沉淀的操作____。

（4）寫出第二次浸出的化學(xué)反應(yīng)方程式___，向盛有濾渣1的反應(yīng)器中加H2SO4和H2O2溶液，應(yīng)先加____。

（5）濾渣2的主要成分是___。濃縮、結(jié)晶得到硫酸鋅晶體的主要儀器名稱是____。

（6）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)完成之后，得到1.50 g CuSO4·5H2O，則銅的回收率為____。

Answer 1

【答案】D 取少量濾液1，滴加高錳酸鉀溶液，若褪色，則證明有亞鐵離子 關(guān)小水龍頭，使洗滌劑X
緩緩?fù)ㄟ^(guò)沉淀物 CuS+ H2O2+ H2SO4= CuSO4 +S+ 2H2O H2SO4 SiO2 蒸發(fā)皿 30.0%

【解析】

（1）根據(jù)題目化學(xué)工藝流程知，第一次浸出發(fā)生反應(yīng)：ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O、ZnS+H2SO4=ZnSO4+H2S↑，有有毒的氣體生成，必須用氫氧化鈉溶液進(jìn)行尾氣處理，選D裝置，故答案為D；

（2）亞鐵離子具有還原性，可與高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)，檢驗(yàn)亞鐵離子，可取少量濾液1，滴加高錳酸鉀溶液，若褪色，則證明有亞鐵離子，故答案為取少量濾液1，滴加高錳酸鉀溶液，若褪色，則證明有亞鐵離子；

（3）抽濾時(shí)，可關(guān)小水龍頭，使洗滌劑X
緩緩?fù)ㄟ^(guò)沉淀物，故答案為關(guān)小水龍頭，使洗滌劑X
緩緩?fù)ㄟ^(guò)沉淀物；

（4）第二次浸出時(shí)發(fā)生反應(yīng)：CuS++H2O2+H2SO4=CuSO4+S+2H2O，不產(chǎn)生有毒氣體，可以選用A裝置，第二次浸出時(shí)，向盛有濾液1的反應(yīng)器中加入稀硫酸，后滴入過(guò)氧化氫溶液．若順序相反，會(huì)造成H2O2與固體顆粒接觸分解，故答案為CuS+H2O2+H2SO4=CuSO4+S+2H2O；H2SO4；

（5）二氧化硅不與硫酸反應(yīng)，濾渣2的主要成分是SiO2，含有少量S，濃縮、結(jié)晶得到硫酸鋅晶體的主要儀器是蒸發(fā)皿，故答案為SiO2、S；蒸發(fā)皿；

（6）廢催化劑中Cu的物質(zhì)的量為15.0g×12.8%÷96g/mol=0.02mol，1.5g CuSO4﹒5H2O中Cu的物質(zhì)含量的為1.5g÷250g/mol=0.006mol，則銅的回收率為×100%=30%，故答案為30%。