Question

某废催化剂含58.2%的SiO₂、21.0%的ZnO、4.50%的ZnS和12.8%的CuS及少量的Fe₃O₄。某同学用15.0g该废催化剂为原料，回收锌和铜。采用的实验方案如下，回答下列问题：

已知：ZnS与稀硫酸反应，且化合价不变；CuS既不溶解于稀硫酸，也不与稀硫酸反应

（1）在下列装置中，第一次浸出反应装置最合理的___（填标号）。

A.    B.

C.               D.

（2）滤液1中含有Fe²⁺，选用提供的试剂进行检验，检验方法如下：____。（提供的试剂：稀盐酸  KSCN溶液  KMnO₄溶液   NaOH溶液  碘水）

（3）本实验要用到抽滤，设所用的洗涤剂为X，抽滤洗涤沉淀的操作____。

 （4）写出第二次浸出的化学反应方程式___，向盛有滤渣1的反应器中加H₂SO₄和H₂O₂溶液，应先加____。

（5）滤渣2的主要成分是___。浓缩、结晶得到硫酸锌晶体的主要仪器名称是____。

 （6）某同学在实验完成之后，得到1.50 g CuSO₄·5H₂O，则铜的回收率为____。

Answer

D 取少量滤液1，滴加高锰酸钾溶液，若褪色，则证明有亚铁离子 关小水龙头，使洗涤剂X
缓缓通过沉淀物 CuS+ H2O2+ H2SO4= CuSO4 +S+ 2H2O H2SO4 SiO2 蒸发皿 30.0%

【解析】

（1）根据题目化学工艺流程知，第一次浸出发生反应：ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O、ZnS+H2SO4=ZnSO4+H2S↑，有有毒的气体生成，必须用氢氧化钠溶液进行尾气处理，选D装置，故答案为D；

（2）亚铁离子具有还原性，可与高锰酸钾发生氧化还原反应，检验亚铁离子，可取少量滤液1，滴加高锰酸钾溶液，若褪色，则证明有亚铁离子，故答案为取少量滤液1，滴加高锰酸钾溶液，若褪色，则证明有亚铁离子；

（3）抽滤时，可关小水龙头，使洗涤剂X
缓缓通过沉淀物，故答案为关小水龙头，使洗涤剂X
缓缓通过沉淀物；

（4）第二次浸出时发生反应：CuS++H2O2+H2SO4=CuSO4+S+2H2O，不产生有毒气体，可以选用A装置，第二次浸出时，向盛有滤液1的反应器中加入稀硫酸，后滴入过氧化氢溶液．若顺序相反，会造成H2O2与固体颗粒接触分解，故答案为CuS+H2O2+H2SO4=CuSO4+S+2H2O；H2SO4；

（5）二氧化硅不与硫酸反应，滤渣2的主要成分是SiO2，含有少量S，浓缩、结晶得到硫酸锌晶体的主要仪器是蒸发皿，故答案为SiO2、S；蒸发皿；

（6）废催化剂中Cu的物质的量为15.0g×12.8%÷96g/mol=0.02mol，1.5g CuSO4﹒5H2O中Cu的物质含量的为1.5g÷250g/mol=0.006mol，则铜的回收率为×100%=30%，故答案为30%。