Question

【題目】某廢催化劑中主要含SiO2、ZnO、CuS及少量的Fe3O4。某同學(xué)以該廢催化劑為原料制備皓礬（ZnSO4·7H2O）和藍(lán)礬（CuSO4·5H2O）的實(shí)驗(yàn)流程如圖所示。

已知：CuS不溶于稀硫酸。

（1）濾渣1的主要成分為________（填化學(xué)式）。

（2）實(shí)驗(yàn)室用濃H2SO4配制250mL0.50mol/L硫酸溶液時(shí)，不需要用到的儀器是________ （填字母）。

A．玻璃棒 B．膠頭滴管 C．漏斗 D．容量瓶 e.天平 f.燒杯

（3）現(xiàn)有KMnO4溶液、NaOH溶液、碘水等試劑。用所提供的試劑檢驗(yàn)濾液1中是否含有Fe2+的方法為______________。

（4）向盛有濾渣1的反應(yīng)器中加入硫酸和H2O2溶液時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________.（已知濾渣2中含有S）

（5）某同學(xué)稱取m1廢催化劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中CuS的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x，實(shí)驗(yàn)完成之后，得到m2gCuSO4·5H2O，則銅元素的回收率為________________。（列出計(jì)算式即可）。

Answer 1

【答案】

（l）CuS 和 SiO2；

（2）ce；

（3）取少量濾液1，滴加少量高錳酸鉀溶液，若紫紅色變淺或褪去，則證明含有Fe2+；

（4）CuS+H2O2+H2SO4=CuSO4+S+2H2O；

（5）；

【解析】

試題分析：廢催化劑加入稀硫酸，第一次浸出主要發(fā)生反應(yīng)：ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O、ZnS+H2SO4=ZnSO4+H2S↑、Fe3O4+4H2SO4=FeSO4+Fe2（SO4）3+4H2O，過(guò)濾后濾液中ZnSO4、FeSO4、Fe2（SO4）3，濃縮結(jié)晶得到粗ZnSO47H2O，濾渣1含有SiO2、CuS，向盛有濾渣1的反應(yīng)器中加H2SO4和H2O2溶液，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成硫酸銅、硫，濾渣2含有硫和二氧化硅，濾液含有硫酸銅，經(jīng)濃硫酸結(jié)晶可得到硫酸銅晶體。

（1）濾渣1的主要成分為CuS 和 SiO2，故答案為：CuS 和 SiO2；

（2）配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液步驟有：計(jì)算、稱量、溶解、冷卻轉(zhuǎn)移、洗滌轉(zhuǎn)移、定容、搖勻。實(shí)驗(yàn)室用濃H2SO4配制250mL0.50mol/L硫酸溶液時(shí)，用到的儀器有玻璃棒、膠頭滴管、容量瓶、量筒、燒杯不需要用到的儀器是天平和漏斗，故答案為：ce；

（3）現(xiàn)有KMnO4溶液、NaOH溶液、碘水等試劑。根據(jù)提供的試劑和亞鐵離子的性質(zhì)，檢驗(yàn)Fe2+的方法為取少量濾液1，滴加少量高錳酸鉀溶液，若紫紅色變淺或褪去，則證明含有Fe2+，故答案為：取少量濾液1，滴加少量高錳酸鉀溶液，若紫紅色變淺或褪去，則證明含有Fe2+；

（4）向盛有濾渣1的反應(yīng)器中加H2SO4和H2O2溶液，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成硫酸銅、硫，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuS+H2O2+H2SO4=CuSO4+S+2H2O，故答案為：CuS+H2O2+H2SO4=CuSO4+S+2H2O；

（5）廢催化劑中Cu的物質(zhì)的量為m1g×x÷96g/mol=mol，m2g CuSO4﹒5H2O中Cu的物質(zhì)含量的為m2g÷250g/mol=mol，則銅的回收率為mol÷mol=，故答案為：。