【題目】某廢催化劑含SiO2、ZnOZnSCuS。實(shí)驗(yàn)室從該廢催化劑中回收鋅和銅的一種流程如下圖所示。

浸出使用的裝置如圖所示;卮鹣铝袉栴}:

蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶

(1)第一次浸出必須選用裝置 _______(“1”“2”),原因是 ________。濾渣1的主要成分有_______

(2)第二次浸出時(shí)生成單質(zhì)硫,寫出反應(yīng)的離子方程式:_______________。該步驟即使加熱溫度不高也可能會(huì)有副反應(yīng)發(fā)生,產(chǎn)物之一是空氣的主要成分,分析可能原因是_____________________

(3)從濾液2中得到CuSO4·5H2O的操作是 __________ 、過濾、洗滌。

(4)下列敘述中涉及到與該流程中的操作①”相同操作的是_____________ 。

A.《肘后備急方》中治瘧疾:青蒿一握,以水升漬,絞取汁,盡服之

B.《本草衍義》中精制砒霜:將生砒就置火上,以器覆之,令砒煙上飛著覆器

C.《開寶本草》中獲取硝酸鉀:冬月地上有霜,掃取以水淋汁后,乃煎煉而成

D. 《本草綱目》中燒酒的制造工藝:凡酸壞之酒,皆可蒸燒

(5)若該廢催化劑中含12.8%CuS,實(shí)驗(yàn)中稱取15.0g廢催化劑最終得到3.0gCuSO4·5H2O,則銅的回收率為 __________________

【答案】1 有有毒氣體H2S生成,裝置2沒有尾氣吸收裝置 SiO2、CuS CuS+H2O2+2H+=Cu2++2H2O+S Cu2+催化H2O2分解產(chǎn)生O2 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 C 60.0%

【解析】

廢催化劑加入稀硫酸,第一次浸出主要發(fā)生反應(yīng):ZnOH2SO4ZnSO4H2OZnSH2SO4ZnSO4H2S↑、Fe3O44H2SO4FeSO4Fe2(SO4)34H2O,過濾后濾液中ZnSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3,濃縮結(jié)晶得到粗ZnSO47H2O,濾渣1含有SiO2CuS,向盛有濾渣1的反應(yīng)器中加H2SO4H2O2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)根據(jù)題目化學(xué)工藝流程知,第一次浸出發(fā)生反應(yīng):ZnOH2SO4ZnSO4H2O、ZnSH2SO4ZnSO4H2S↑,有有毒的氣體H2S生成,必須用氫氧化鈉溶液進(jìn)行尾氣處理,而裝置2沒有尾氣處理裝置,因此選1裝置, 催化劑中的SiO2CuS不溶于硫酸,且與硫酸不反應(yīng)最終進(jìn)入濾渣1;

故答案為:1;有有毒氣體H2S生成,裝置2沒有尾氣吸收裝置;SiO2、CuS;

(2) 第二次浸出時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:CuSH2O2H2SO4CuSO4S2H2O,相應(yīng)的離子方程式為:CuS+H2O2+2H+=Cu2++2H2O+S;因?yàn)檫^氧化氫不穩(wěn)定,在銅離子催化作用下會(huì)分解產(chǎn)生氧氣,因此即使加熱溫度不高也可能會(huì)有副反應(yīng)發(fā)生;

故答案為:CuS+H2O2+2H+=Cu2++2H2O+S;Cu2+催化H2O2分解產(chǎn)生O2;

(3)濾液2主要溶質(zhì)是硫酸銅,從中得到硫酸銅晶體,應(yīng)采用降溫結(jié)晶法,具體操作是蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶后過濾、洗滌得到硫酸銅晶體,

故答案為:蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶;

(4)A.提取青蒿素的過程是利用了萃取,故不選;

B.砒霜?dú)饣院笥掷淠慕Y(jié)果,這種分離方法是升華,故不選;

C.硝酸鉀的溶解度隨溫度變化大,提純的方法是先加水溶解,然后蒸發(fā)結(jié)晶得到硝酸鉀晶體,與操作1相同,故選;

D.該過程涉及到的是蒸餾操作,故不選;

故答案為:C

(5) 廢催化劑中Cu的物質(zhì)的量為15.0g×12.8%÷96g/mol0.02mol3.0g CuSO45H2OCu的物質(zhì)含量的為3.0g÷250g/mol0.012mol,則銅的回收率為×100%60%,

故答案為:60%

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】甲酸被認(rèn)為是理想的氫能載體,我國(guó)科技工作者運(yùn)用DFT計(jì)算研究單分子HCOOH在催化劑表面分解產(chǎn)生H2的反應(yīng)歷程如圖所示,其中吸附在催化劑表面的物種用*標(biāo)注

回答下列問題:

(1)該歷程中決速步驟的能壘(活化能)E=__________eV,該步驟的反應(yīng)方程式為__________

(2)甲酸分解制氫氣的熱化學(xué)方程式為__________

(3)在溫度為383K壓強(qiáng)為p0時(shí),將一定量的HCOOH氣體充入一個(gè)盛有催化劑的剛性容器中,達(dá)到平衡時(shí),H2的分壓為0.55p0,則該反應(yīng)α(HCOOH)=______________,該溫度下的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp=__________ (計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

(4)HCOOH的分解存在副反應(yīng)HCOOH(g)CO(g)+H2O(g)

已知H2的選擇性=能夠增大H2選擇性的可能方法是____

(5)甲酸作為直接燃料電池的燃料具有能量密度高的優(yōu)點(diǎn)若電解質(zhì)溶液顯酸性,甲酸直接燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為__________,該電池的理論輸出電壓為1.48V,能量密度E=________kW·h/kg(能量密度=電池輸出電能/燃料質(zhì)量,1kW·h=3.6×106J)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列判斷中,正確的是(

A.泡沫滅火器的滅火原理:2Al3++3CO32-+3H2O2Al(OH)3↓+3CO2

B.CH3COONa溶液從20℃升溫至30℃,溶液中增大

C.某物質(zhì)的溶液中由水電離出的c(H+)= 1×10-a mol/L,若a>7時(shí),則該溶液的pH一定為14-a

D.已知25℃時(shí)NH4CN顯堿性,則25℃時(shí)的電離常數(shù)KNH3·H2O)>KHCN

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式,并分別用雙線橋法和單線橋法表示電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。

1)用氫氣還原氧化銅。__、__。

2)加熱氯酸鉀分解制取氧氣。__、__。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】(1) 在含Fe3+S2OI-的混合溶液中,反應(yīng)S2O (aq) + 2I-(aq)=2SO (aq) + I2(aq)的分解機(jī)理及反應(yīng)進(jìn)行中的能量變化如圖所示。

步驟2Fe3+(aq) + 2I-(aq) = I2(aq)+ 2Fe2+(aq)

步驟2Fe2+(aq) + S2O (aq) = 2Fe3+(aq) + 2SO (aq)

下列有關(guān)該反應(yīng)的說法不正確的是 _______。

A. 該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

B. Fe3+是該反應(yīng)的催化劑,能提高反應(yīng)體系中活化分子百分?jǐn)?shù)

C. 反應(yīng)速率v(S2O)=2v(SO)

D. 若不加Fe3+,則正反應(yīng)的活化能比逆反應(yīng)的大

(2)一定條件下,工業(yè)上可采用CH3OH→CO+2H2的方法來(lái)制取高純度的COH2。我國(guó)學(xué)者采用量子力學(xué)方法,通過計(jì)算機(jī)模擬,研究了在鈀基催化劑表面甲醇制氫的反應(yīng)歷程,其中吸附在鈀催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。

甲醇脫氫反應(yīng)的第一步歷程,有兩種可能方式:

方式ACH3OH*→CH3O*+H* Ea=+103.1kJ·mol-1 方式BCH3OH*→CH3*+OH* Eb=+249.3kJ·mol-1

由活化能E值推測(cè),甲醇裂解過程主要經(jīng)歷的方式應(yīng)為_____________(“A”“B”)

下圖為計(jì)算機(jī)模擬的各步反應(yīng)的能量變化示意圖。

該歷程中,放熱最多的步驟的化學(xué)方程式為 ________________________________ 。

(3)已知298K時(shí),A、B分別為無(wú)色氣體、深色氣體,發(fā)生反應(yīng):A(g)2B(g)

反應(yīng)達(dá)平衡后,擴(kuò)大容器的體積,再次達(dá)到平衡時(shí)混合氣體的顏色 ____(變深、變淺不變”)。

恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),已知v=k·p(A),v=k·p2(B)Kp=____________ (k、k表示)。若初始?jí)簭?qiáng)為100kPak=2.8×104 s-1,當(dāng)B的體積分?jǐn)?shù)為40%時(shí),v= _____kPa·s-1[其中p(A)p(B)分別是AB的分壓, 分壓=p×氣體體積分?jǐn)?shù),kk為速率常數(shù)]

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】.中和滴定

1)用酸式滴定管量取20.00 mL待測(cè)稀鹽酸溶液放入錐形瓶中,并滴加12滴酚酞作指示劑,用0.20 mol·L-1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定。為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,該同學(xué)一共進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn),假設(shè)每次所取稀鹽酸體積均為2000 mL,三次實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下:

實(shí)驗(yàn)次數(shù)

第一次

第二次

第三次

消耗NaOH溶液體積/mL

19.00

23.00

23.02

該鹽酸的濃度約為_____________(保留兩位有效數(shù)字)。滴定達(dá)到終點(diǎn)的標(biāo)志是_____________。

2)在上述實(shí)驗(yàn)中,下列操作(其他操作正確)會(huì)造成測(cè)定結(jié)果偏高的有_______。

A. 滴定終點(diǎn)讀數(shù)時(shí)俯視讀數(shù)

B. 酸式滴定管使用前,水洗后未用待測(cè)鹽酸潤(rùn)洗

C. 錐形瓶水洗后未干燥

D. 配制NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),沒有等溶解液降至室溫就轉(zhuǎn)移至容量瓶中

E. 配制NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),定容時(shí)仰視容量瓶的刻度線

F. 堿式滴定管尖嘴部分有氣泡,滴定后消失

.(1)在粗制CuSO4·5H2O晶體中常含有雜質(zhì)Fe2+。在提純時(shí)為了除去Fe2+,常加入合適氧化劑,使Fe2+氧化為Fe3+,下列物質(zhì)可采用的是________

A. KMnO4   B. H2O2    C. 氯水    D. HNO3

2)然后再加入適當(dāng)物質(zhì)調(diào)整至溶液pH=4,使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3,可以達(dá)到除去Fe3+而不損失CuSO4的目的,調(diào)整溶液pH可選用下列中的_______

A. NaOH B. NH3·H2O C. CuO D. Cu(OH)2

3)常溫下Fe(OH)3的溶度積Ksp=8.0×10-38,Cu(OH)2的溶度積Ksp=3.0×10-20,通常認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1×10-5 mol·L-1時(shí)就認(rèn)為沉淀完全,設(shè)溶液中CuSO4的濃度為3.0 mol·L-1,則Cu(OH)2開始沉淀時(shí)溶液的pH_______,Fe3+完全沉淀時(shí)溶液的pH________(已知 lg5 = 0.7 )

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某溶液中加入鋁片有氫氣產(chǎn)生,則該溶液中一定能大量共存的離子組是

A.、、

B.、、、

C.、、

D.、、、

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列說法或表示方法正確的是(

A.反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量時(shí),該反應(yīng)一定不能發(fā)生

B.10lkPa、120℃時(shí),1gH2完全燃燒生成氣態(tài)水,放出120.9kJ的熱量,則1mol氫氣在10lkPa、25℃時(shí)燃燒放出的熱量應(yīng)小于241.8kJ

C.已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);△H=98.3kJ/mol。將1molSO20.5molO2充入一密閉容器中反應(yīng),放出49.15kJ的熱量

D.由石墨比金剛石穩(wěn)定可知:C(金剛石,s= C(石墨,s);△H0

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】2A(g)+B(g)3C(g)+4D(g)中,表示該反應(yīng)速率最快的是:

A.V(A)=0.5mol·L-1·s-1B.V(B)=0.3mol·L-1·s-1

C.V(C)=0.8mol·L-1·s-1D.V(D)=1mol·L-1·s-1

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同步練習(xí)冊(cè)答案