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【题目】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。

写出第二次浸出(有单质生成)的化学方程式

若滴加H2SO4和H2O2顺序相反,会造成

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

【答案】(1)D(2)CuS++H2O2+H2SO4=CuSO4+S+2H2O

H2O2与固体颗粒接触分解S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)第二次浸出时发生反应为CuS++H2O2+H2SO4=CuSO4+S+2H2O;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;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%

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