Question

某電鍍廠為減少水污染及節(jié)約成本，從含有CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄的廢水中回收硫酸鋅和有關(guān)金屬，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：

（1）“操作1”和“操作2”的名稱是

 

．
（2）固體A的成分是

 

．
（3）寫出廢液中加入過(guò)量鋅粉后發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式（寫一個(gè)即可）：

 

．
（4）濾液1和濾液2含有相同的溶質(zhì)，該溶質(zhì)是

 

．
（5）若加鋅粉量不足，則濾液1中的溶質(zhì)可能是

 

（填字母）．
A．ZnSO₄和FeSO₄   B．ZnSO₄和 CuSO₄C．CuSO₄和 FeSO₄   D．ZnSO₄、CuSO₄和FeSO₄．

Answer 1

考點(diǎn)：金屬的化學(xué)性質(zhì),過(guò)濾的原理、方法及其應(yīng)用,常見(jiàn)金屬的特性及其應(yīng)用,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：金屬與金屬材料

分析：在金屬活動(dòng)性順序中，位置在前的金屬能將位于其后的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)，氫前的金屬能與酸發(fā)生置換反應(yīng)生成氫氣，鐵能被磁鐵吸引，可以根據(jù)金屬與酸的反應(yīng)和金屬與鹽溶液的反應(yīng)來(lái)進(jìn)行固體的分離．
（1）由實(shí)驗(yàn)過(guò)程圖可判斷，操作1和操作2完成后原混合物分成了固體和濾液兩部分；利用這一特點(diǎn)可判斷操作1和2都為過(guò)濾操作；
（2）根據(jù)鋅和硫酸銅反應(yīng)生成銅和硫酸鋅；鋅和硫酸亞鐵反應(yīng)生成鐵和硫酸鋅并且鋅過(guò)量解答；
（3）過(guò)量鋅粉與CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄混合溶液中的CuSO₄、FeSO₄都可以發(fā)生置換反應(yīng)；
（4）鋅、鐵、銅三種金屬單質(zhì)中，只有鐵能被磁鐵所吸起，因此使用磁鐵吸引后，三種上金屬分為兩組，一組為鐵粉另一組為銅粉和鋅粉的混合物；根據(jù)后面的實(shí)驗(yàn)可判斷固體C為鐵粉；過(guò)量鋅粉與CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄混合溶液反應(yīng)后所得溶液為ZnSO₄溶液，銅粉與鋅粉的混合物與足量稀硫酸反應(yīng)后，所得溶液為ZnSO₄溶液；
（5）根據(jù)鋅先和硫酸銅反應(yīng)再和硫酸亞鐵反應(yīng)，鋅和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸鋅和銅，所以溶液中一定含有硫酸鋅，可能含有硫酸銅和硫酸亞鐵解答．

解答：解：（1）操作1把混合物分離成固體和濾液，所以，操作1為過(guò)濾操作；利用磁鐵可以吸引鐵的特點(diǎn)，可判斷固體B、C為鐵粉或銅粉與鋅粉的混合物之一；由于固體D能與足量稀硫酸反應(yīng)后可得到銅粉，可確定固體D為銅粉與鋅粉的混合物，而固體C為鐵粉．故答案為：過(guò)濾，用磁鐵吸引；
根據(jù)金屬活動(dòng)性鋅＞鐵＞銅，向含有CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄的廢液加入過(guò)量的鋅粉，鐵、銅被置換出來(lái)，因此過(guò)濾后所得固體A中含有鐵、銅和未反應(yīng)的鋅；
（2）鋅和硫酸銅反應(yīng)生成銅和硫酸鋅；鋅和硫酸亞鐵反應(yīng)生成鐵和硫酸鋅并且鋅過(guò)量，所以過(guò)濾得到的金屬中含有銅、鐵和鋅，故答案：銅、鐵、鋅；
（3）過(guò)量的鋅粉與混合溶液中的硫酸銅反應(yīng)，可置換出銅同時(shí)生成硫酸鋅；與混合溶液中的硫酸亞鐵反應(yīng)，可置換出鐵同時(shí)生成硫酸鋅；銅粉與鋅粉的混合物中的鋅粉能與稀硫酸發(fā)生置換反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣；故答案為：Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu（或Zn+FeSO₄=ZnSO₄+Fe）；Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂．
（4）固體B的成分是Fe、Zn、Cu，根據(jù)金屬的活動(dòng)性鋅＞鐵＞氫＞銅，向CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄混合溶液中加入過(guò)量鋅粉后過(guò)濾，所得濾液為ZnSO₄溶液；把銅粉與鋅粉的混合物放入足量稀硫酸中充分反應(yīng)后過(guò)濾，所得濾液為ZnSO₄溶液；故答案為：ZnSO₄；
（5）鋅先和硫酸銅反應(yīng)再和硫酸亞鐵反應(yīng)，鋅和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸鋅和銅，所以溶液中一定含有硫酸鋅，可能含有硫酸銅和硫酸亞鐵，故答案：D．

點(diǎn)評(píng)：根據(jù)金屬的活動(dòng)性，排在氫前面的金屬都可把酸中的氫置換出來(lái)而得到氫氣；活動(dòng)性強(qiáng)的金屬可把活動(dòng)性弱的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)．