Question

工业废催化剂中含有多种金属元素，某废催化剂主要含有 SiO₂、ZnO、ZnS 和 CuS，为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究回收废催化剂中的锌和铜，具体流程如图：

回答下列问题：

(1)滤渣 1 的主要成分是_____。

(2)第二次浸出时，向盛有滤渣 1 的反应器中先加入稀硫酸，后滴入过氧化氢溶液。反应器中有淡黄色沉淀生成，写出反应的离子方程式_____。

( 3) 第二次浸出时需要加热且控制温度， 原因是_____； 采用的合适加热方式是_____。

(4)某同学在实验完成之后，为确定晶体化学式，取 14.35 g 晶体，用蒸馏水完全溶解后再加入足量的氯化钡溶液，充分反应后过滤、_____、_____、称重得固体 11.65 g，则硫酸锌晶体的化学式为_____。

Answer

SiO2和 CuS CuS+H2O2+2H+==Cu2++S↓+2H2O 加热可提高反应速率，但温度过高会导致H2O2分解 热水浴加热 洗涤 干燥 ZnSO4‧7H2O

【解析】

废催化剂主要成分有 SiO2、ZnO、ZnS 和 CuS，加入稀硫酸与ZnO、ZnS发生反应，反应后进行过滤，滤液中含有硫酸锌，浓缩结晶得到硫酸锌晶体，滤渣1中含有SiO2和 CuS，在酸性条件下与双氧水发生氧化还原反应，滤渣2为S、SiO2，滤液中含有硫酸铜，浓缩结晶后得到胆矾，据此分析解答。

(1) 废催化剂加入稀硫酸后发生反应：ZnO+H2SO4==ZnSO4+H2O，ZnS+H2SO4==ZnSO4+H2S↑，SiO2和CuS均不溶于酸和水，过滤所得滤渣1为SiO2和 CuS，答案为：SiO2和 CuS；

(2)在酸性条件下，H2O2能氧化CuS生成淡黄色沉淀S，同时生成CuSO4，反应的离子方程式为：CuS+H2O2+2H+==Cu2++S↓+2H2O，答案为：CuS+H2O2+2H+==Cu2++S↓+2H2O；

(3)第二次浸出时，加热可提高反应速率，但温度过高会导致H2O2分解，所以合适的加热方式为热水浴加热，答案为：加热可提高反应速率，但温度过高会导致H2O2分解；热水浴加热；

(4)晶体与氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀，从浑浊液中获取硫酸钡沉淀的方法是过滤、洗涤、干燥、称重，得到固体11.65 g为BaSO4，其物质的量为=0.05mol，根据硫原子守恒，14.35 g 晶体中ZnSO4的物质的量为0.05mol，含有结晶水的物质的量为mol=0.35mol，0.05：0.35=1：7，所以晶体的化学式为ZnSO4‧7H2O，答案为：洗涤；干燥；ZnSO4‧7H2O。