Question

某废催化剂含58.2%的SiO₂、21.0%的ZnO、4.50%的ZnS和12.8%的CuS。某同学用15.0 g该废催化剂为原料，回收其中的锌和铜。采用的实验方案如下：

已知：ZnS与稀硫酸反应，且化合价不变；CuS不与稀硫酸反应。回答下列问题：

(1)在下列装置中，第一次浸出必须用               。(填标号)

(2)第二次浸出时，向盛有滤渣1的反应器中先加入稀H₂SO₄，后滴入H₂O₂溶液。

①写出第二次浸出(有单质生成)的化学方程式               。

②若滴加H₂SO₄和H₂O₂顺序相反，会造成                。

③滤渣2的主要成分是              。

CuS+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+S+2H₂O

(3)浓缩硫酸锌、硫酸铜溶液使用的主要仪器名称是             。

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

Answer

(1)D(2)①CuS++H2O2+H2SO4=CuSO4+S+2H2O

②H2O2与固体颗粒接触分解③S和SiO2(3)蒸发皿(4)30%

【解析】

试题分析：(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↑，有有毒的生成，必须用氢氧化钠溶液进行尾气处理，选D装置；

(2)①第二次浸出时发生反应为CuS++H2O2+H2SO4=CuSO4+S+2H2O；②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；③二氧化硅不与硫酸反应，滤渣2的主要成分是S和SiO2；

(3)浓缩硫酸锌、硫酸铜溶液使用仪器为蒸发皿；

(4)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%。

考点：以金属回收为载体，考查化学实验，涉及化学工艺流程、对原理与装置的分析、物质的分离提纯、化学计算等。