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。某同學用15.0 g該廢催化劑為原料，回收鋅和銅。采用的實驗方案如下，回答下列問題：

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

（1）在下列裝置中，第一次浸出反應裝置最合理的___________（填標號）。

（2）濾液1中含有Fe2+，選用提供的試劑進行檢驗，檢驗方法如下： 。

（提供的試劑：稀鹽酸 KSCN溶液 KMnO4溶液 NaOH溶液 碘水）

（3）本實驗要用到抽濾，設所用的洗滌劑為X，抽濾洗滌沉淀的操作 。

（4）寫出第二次浸出的化學反應方程式 ，向盛有濾渣1的反應器中加H2SO4和H2O2溶液，應先加 。

（5）濾渣2的主要成分是 。濃縮、結晶得到硫酸鋅晶體的主要儀器名稱是 。

（6）某同學在實驗完成之后，得到1.50 g CuSO4·5H2O，則銅的回收率為___________。

Answer 1

【答案】⑴D；（2）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）關小水龍頭，使洗滌劑x緩緩通過沉淀物；

（4）CuS+ H2O2+ H2SO4= CuSO4+S+ 2H2O H2SO4；

（5） SiO2多寫S不扣分 蒸發皿； （6）30.0%.

【解析】試題分析：（1）第一次浸出主要是ZnS和稀硫酸反應，ZnS和稀硫酸反應生成ZnSO4和H2S，硫化氫有毒污染環境，所以必須要有尾氣處理裝置，合適的裝置是D，答案為：D；（2）檢驗濾液1中的Fe2+，根據提供的試劑，為了操作簡便可以選用高錳酸鉀溶液，第一次浸出時加了稀硫酸的所以不需要再加酸，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）抽濾洗滌沉淀的操作是：關小水龍頭，使洗滌劑x緩緩通過沉淀物，答案為：關小水龍頭，使洗滌劑x緩緩通過沉淀物；（4）第二次浸出主要是CuS在酸性條件下和H2O2發生的氧化還原反應，反應的化學方程式為CuS+ H2O2+ H2SO4= CuSO4+S+ 2H2O，向盛有濾渣1的容器中加H2SO4和H2O2，由于濾渣的主要成分是SiO2和CuS，可以催化過氧化氫分解，所以要先加入H2SO4，答案為：CuS+ H2O2+ H2SO4= CuSO4+S+ 2H2O H2SO4；（5）二氧化硅不會和硫酸及過氧化氫反應，所以濾渣二的主要成分是SiO2，濃縮、結晶得到硫酸鋅晶體的儀器是蒸發皿，答案為：SiO2蒸發皿；（6）廢催化劑中銅的物質的量為15.0g × 12.8% ÷ 96 g/mol =" 0.02mol" ，1.50 g CuSO4·5H2O晶體中銅的物質的量為：1.5g ÷ 250 g/mol = 0.006mol，則銅的回收率為0.006mol /0.02mol × 100% = 30%，答案為：13%.