Question

某廢液中含有硫酸鋅、硫酸鎳（NiSO₄）、硫酸銅和硫酸，初三化學(xué)興趣小組欲從中回收銅和硫酸鋅晶體，同學(xué)們設(shè)計(jì)了如圖實(shí)驗(yàn)方案，請你協(xié)助完成方案：
友情提示：金屬活動性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)閆n、Ni、Cu．
（1）實(shí)驗(yàn)操作Ⅰ和Ⅱ都要用到的玻璃儀器是

 

．
（2）X是

 

，M是

 

，固體Y中含有

 

．
（3）寫出X與廢水中的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的其中一個(gè)化學(xué)方程式

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：金屬的化學(xué)性質(zhì),過濾的原理、方法及其應(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：從①由題目中圖可以看出：加入足量的金屬X后獲得的是固體Y和硫酸鋅溶液，由于實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖腔厥浙~和硫酸鋅晶體，加入的金屬X須能把銅從硫酸銅中置換出來，且不能加入新的雜質(zhì)，把以金屬X是鋅，加入足量的鋅后，由于金屬活動性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)閆n、Ni、H、Cu．則鋅可以和硫酸鎳反應(yīng)生成金屬鎳和硫酸鋅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Zn+NiSO₄=ZnSO₄+Ni；鋅和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸鋅和銅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu；鋅可和硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
②由于銅和鎳是固體，則把母液中的銅和鎳分離出來的方法是過濾，濾液中的物質(zhì)是硫酸鋅，通過蒸發(fā)水分可得硫酸鋅晶體；
③由于固體Y中含有銅和鎳，而題目要求是回收銅，故要除去混合物中的Ni，由題目中的“友情提示”可知Ni的活動性比銅強(qiáng)，可加入足量的硫酸銅溶液除去混合物中的Ni．
去分析解答．

解答：解：①由題目中圖可以看出：加入足量的金屬X后獲得的是固體Y和硫酸鋅溶液，由于實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖腔厥浙~和硫酸鋅晶體，加入的金屬X須能把銅從硫酸銅中置換出來，且不能加入新的雜質(zhì)，所以金屬X是鋅，加入足量的鋅后，由于金屬活動性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)閆n、Ni、H、Cu．則鋅可以和硫酸鎳反應(yīng)生成金屬鎳和硫酸鋅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Zn+NiSO₄=ZnSO₄+Ni；鋅和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸鋅和銅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu；鋅可和硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
②由于銅和鎳是固體，則把母液中的銅和鎳分離出來的方法是過濾，濾液中的物質(zhì)是硫酸鋅，通過蒸發(fā)水分可得硫酸鋅晶體；
③由于固體Y中含有銅和鎳，而題目要求是回收銅，故要除去混合物中的Ni，由題目中的“友情提示”可知Ni的活動性比銅強(qiáng)，可加入足量的硫酸銅溶液除去混合物中的Ni．
（1）由上面的分析可知實(shí)驗(yàn)操作Ⅰ是過濾，操作Ⅱ是蒸發(fā)，二者都要用到的玻璃儀器是玻璃棒；故答案為：玻璃棒
（2）由上面的分析可知X是鋅，M是硫酸銅，固體Y中含有Ni、Cu；故答案為：Zn      硫酸銅          Ni、Cu；
（3）由上面的分析可知：發(fā)生的反應(yīng)有：鋅可以和硫酸鎳反應(yīng)生成金屬鎳和硫酸鋅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Zn+NiSO₄=ZnSO₄+Ni；鋅和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸鋅和銅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu；鋅可和硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
故答案為：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑（或Zn+NiSO₄=ZnSO₄+Ni或Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu ）．

點(diǎn)評：熟記并知道金屬活動順序表的用途，并會運(yùn)用金屬活動順序表解決實(shí)際的問題．