Question

16．某化學(xué)實驗室廢液缸里的廢液含有CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄，將廢液直接排放既造成浪費，又造成污染．小紅利用課余時間進(jìn)行廢液處理，實驗過程如下：

（1）用磁鐵吸引的目的是將鐵與鋅、銅分離；濾液1和濾液2中含有一種相同的物質(zhì)（水除外），該物質(zhì)是ZnSO₄．
（2）寫出該流程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：
①加入過量鋅粉后：Zn+CuSO_4⁼ZnSO₄+Cu（或Zn+FeSO_4⁼ZnSO₄+Fe）（寫出一個即可）；
②加入足量稀硫酸后：Zn+H₂SO_4⁼ZnSO₄+H₂↑．
（3）若所加鋅粉量不足，則濾液1中的物質(zhì)（水除外）可能是AD（選填字母）．
A．ZnSO₄和FeSO₄B．ZnSO₄和CuSO₄
C．CuSO₄和FeSO₄D．ZnSO₄、CuSO₄和FeSO₄．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)銅、鋅、鐵三種金屬的活動性，判斷向混合溶液中加入過量鋅粉后所得固體的組成、濾液1和濾液2中含有一種相同的溶質(zhì)．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；
（2）根據(jù)流程中發(fā)生反應(yīng)，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（3）根據(jù)銅、鋅、鐵三種金屬的活動性判斷向混合溶液中加入鋅粉后，當(dāng)加鋅粉量不足是，則濾液1中的可能含有的溶質(zhì)．

解答 解：（1）向含有CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄中加入過量的鋅粉時，由于金屬的活動性順序是鋅＞鐵＞銅時，鋅首先將銅從溶液中置換出來，再將鐵置換出來，由于鋅粉是過量的，所以過濾后，得到的固體A是Fe、Cu、Zn的混合物，濾液1中含有的溶質(zhì)是ZnSO₄．由于鐵能被磁鐵吸附，磁鐵吸引的目的是將鐵與鋅、銅分離，再向混合物中加入足量的稀硫酸時，剩余的鋅能與硫酸反應(yīng)，銅不能與硫酸反應(yīng)，過濾后溶液中含有ZnSO₄，所以，濾液1和濾液2中含有一種相同的溶質(zhì)，該溶質(zhì)是ZnSO₄；
（2）由上述的分析可知：①加入過量鋅粉后，鋅先后與硫酸銅、硫酸亞鐵反應(yīng)，反應(yīng)的方程式是：Zn+CuSO_4⁼ZnSO₄+Cu，Zn+FeSO_4⁼ZnSO₄+Fe；
②加入足量稀硫酸后，剩余的鋅與硫酸反應(yīng)，反應(yīng)的方程式是：Zn+H₂SO_4⁼ZnSO₄+H₂↑；
（3）A、當(dāng)加入的鋅粉不足時，鋅可能將銅恰好置換出來，這時溶液中的溶質(zhì)是ZnSO₄和FeSO₄．故A正確；
B、由于鐵的活潑性大于銅．鋅應(yīng)將銅置換出來后才能置換鐵，所以溶液中的溶質(zhì)是不可能是ZnSO₄和CuSO₄．故B不正確；
C、溶液中一定含有ZnSO₄．故C不正確；
D、當(dāng)加入的鋅粉不足時，鋅不將銅全部置換出來，這時溶液中的溶質(zhì)是：ZnSO₄、CuSO₄和FeSO₄．故D正確．
故答案為：
（1）將鐵與鋅、銅分離，ZnSO₄；
（2）①Zn+CuSO_4⁼ZnSO₄+Cu（或Zn+FeSO_4⁼ZnSO₄+Fe）；
②Zn+H₂SO_4⁼ZnSO₄+H₂↑；
（3）AD．

點評 這是一道框圖形推斷題，解題關(guān)鍵是根據(jù)金屬的活動性，排在氫前面的金屬都可把酸中的氫置換出來而得到氫氣；活動性強(qiáng)的金屬可把活動性弱的金屬從其鹽溶液中置換出來這一理論．