Question

實(shí)驗(yàn)室廢水任意排放會造成環(huán)境污染．某校實(shí)驗(yàn)室中的廢水中含有大量的AgNO₃、Zn（NO₃）₂、Fe（NO₃）₂，該校實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)從該廢水中回收銀，并得到副產(chǎn)品硫酸亞鐵晶體．實(shí)驗(yàn)方案如下所示（實(shí)驗(yàn)過程沒
有引入第四種金屬元素，廢液中只含一種陰離子）．回答問題：

（1）實(shí)驗(yàn)室常用

 

的方法分離固體甲和廢液，該操作需要使用的儀器有

 

．
（2）固體甲中含有的物質(zhì)是（填化學(xué)式）

 

．
（3）步驟①向廢水中加入過量的A．檢驗(yàn)A是否過量的方法是

 

．
（4）廢液中溶質(zhì)的化學(xué)式為

 

．

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

專題：金屬與金屬材料

分析：（1）將固體物質(zhì)與液體物質(zhì)分開的方法應(yīng)是過濾，過濾時使用的儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒、鐵架臺（帶鐵圈）．
（2）若想從該廢水中回收銀，應(yīng)利用金屬活動性順序，用活潑金屬將Ag從AgNO₃溶液中置換出來，且實(shí)驗(yàn)過程中未引入其它的金屬元素，可知，加入的A物質(zhì)應(yīng)為Fe或Zn，若加入的是Fe，固體甲中應(yīng)含有Fe和Ag，則不與FeSO₄溶液，不合題意．因此，加入的A物質(zhì)應(yīng)為Zn，則固體甲中應(yīng)含有被Zn置換出來的Fe和Ag，還有剩余的Zn．
（3）檢驗(yàn)Zn是否過量的方法，可用繼續(xù)加入Zn，看Zn粒表面是否有固體析出的方法．
（4）考慮鋅與AgNO₃、Fe（NO₃）₂反應(yīng)的產(chǎn)物．

解答：解：
根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系可以看出，由于后期的鐵和銀都是丙和甲中，所以應(yīng)該是加入了活潑金屬將以上兩金屬置換為單質(zhì)，所以加入的A為鋅．由于鋅是過量的，所以需要將之出去，所以可以加入過量的硫酸亞鐵，這樣不會引入新的雜質(zhì)．這樣剩余的硫酸亞鐵和生成的硫酸鋅進(jìn)入了溶液丁，而固體丙為鐵和銀的混合物，所以適量硫酸就可以實(shí)現(xiàn)鐵的轉(zhuǎn)化，且得到純凈的銀．
（1）分離固體甲和溶液乙的方法用過濾，過濾時使用的儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒、鐵架臺（帶鐵圈）．
（2）由題意知：加入的A物質(zhì)應(yīng)為Zn，則固體甲中應(yīng)含有被Zn置換出來的Fe和Ag，還有剩余的Zn．
（3）若A不過量，則溶液中可能有未反應(yīng)的AgNO₃或Fe（NO₃）₂，再加入鋅粒應(yīng)繼續(xù)反應(yīng)，鋅粒上有固體析出；若A已過量，則溶液中沒有AgNO₃或Fe（NO₃）₂，再加入鋅粒不能繼續(xù)反應(yīng)，鋅粒上沒有固體析出．
（4）因?yàn)殇\與AgNO₃、Fe（NO₃）₂反應(yīng)的產(chǎn)物都為Zn（NO₃）₂，故廢液中溶質(zhì)的化學(xué)式為Zn（NO₃）₂
故答案為：
（1）過濾；燒杯、漏斗、玻璃棒、鐵架臺（帶鐵圈）；
（2）Ag、Fe、Zn
（3）取少量上層清液，加入少量鋅粒，若鋅粒上有固體析出，則A不過量；若鋅粒上無固體析出，則A過量．
（4）Zn（NO₃）₂

點(diǎn)評：本題考查了金屬活動性順序與置換反應(yīng)和過濾的原理及過濾時使用的儀器等，要記住鋅、鐵、銀的活動性，并學(xué)會從實(shí)驗(yàn)方案圖中提煉有用的信息．