Question

12．我區(qū)某校化學(xué)社團-“拉瓦錫實驗室”的活動豐富多彩．他們以“綠色化學(xué)”為主題進行了如下活動．他們在實驗室廢液桶中收集了含有大量FeSO₄、CuSO₄的廢水，為防止廢水直接排放到下水道造成重金屬污染和浪費．設(shè)計了如下回收硫酸亞鐵晶體和銅的實驗方案：

請回答下列問題：
（1）整個實驗過程中多次采用過濾，該操作用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗和玻璃棒．
（2）所加物質(zhì)X是Fe，其加入廢水后發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；溶液Y是稀硫酸；固體A中含有的物質(zhì)是Cu、Fe．
（3）該小組的同學(xué)又收集到一些含硝酸銀、硝酸銅的混合廢液，同學(xué)們向其中加入一定量鋅粉，反應(yīng)停止后過濾，濾液仍為藍色．則有關(guān)判斷正確的是D
A．濾渣中一定有銀，沒有銅和鋅
B．濾渣中一定有銀和鋅，可能有銅
C．濾渣中一定有硝酸鋅、硝酸銅、硝酸銀
D．濾渣中一定有硝酸鋅、硝酸銅，可能有硝酸銀．

Answer 1

分析 廢液中回收硫酸亞鐵晶體和銅，分析實驗方案，明確回收原理及操作方法，完成實驗的反應(yīng)原理、所需儀器及過濾與結(jié)晶的操作．由于目的是獲得銅單質(zhì)和硫酸亞鐵，所以需要將銅離子轉(zhuǎn)化為銅單質(zhì)，而溶液中需要的是硫酸亞鐵而不能引入新的雜質(zhì)，所以加入的能夠?qū)�銅離子轉(zhuǎn)化為銅單質(zhì)的只能是單質(zhì)鐵；由于加入的鐵是過量的，加入過量稀硫酸的目的是除去銅中的鐵．

解答 解：
（1）過濾是將不溶性固體從溶液中分離出來的操作，組裝過濾器需要的儀器有：鐵架臺、漏斗、濾紙、燒杯和玻璃棒．故答案為：漏斗；
（2）為回收廢液中的Cu²⁺需加入活動性在銅前面的金屬進行置換，但要得到較為純凈FeSO₄的溶液，只能向廢液中加入過量的鐵粉與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)，生成物中只有硫酸亞鐵，加入其它金屬溶液中又混有其它溶質(zhì)．加入過量鐵粉是為了將銅離子全部置換出來．銅排在氫后面，不與酸反應(yīng)，而鐵排在氫前面，與酸反應(yīng)，因此為除去混在銅粉里的鐵粉并且得到FeSO₄溶液，把金屬混合物放入足量的稀硫酸并過濾即可．
（3）根據(jù)三種金屬活動性由強到弱的順序：鋅＞銅＞銀，當把鋅粉加入到硝酸銅和硝酸銀的混合溶液中時，銀首先被置換出來，在銀完全置換后，銅才能被置換出來；一定量的鋅粉，可能完全轉(zhuǎn)換出銀，也可能只置換出部分的銀，濾液呈藍色，說明濾液中含有硝酸銅，鋅可能沒有置換出銅，有可能置換出部分銅；
故答案為：
（1）漏斗；
（2）Fe（或鐵），F(xiàn)e+CuSO₄=FeSO₄+Cu；稀硫酸；Cu、Fe；（3）D

點評 本題考查了金屬活動性順序的應(yīng)用，完成此題，可以依據(jù)金屬活動性順序及其意義進行．金屬活動順序表是解決與金屬相關(guān)變化的重要工具，表中H元素為標志性參考元素，H之前為活潑金屬，H之后金屬性質(zhì)不活潑．