Question

某化工廠產(chǎn)生的廢液中含有大量的硫酸鋅和硫酸銅，為了處理廢液，回收金屬銅并得到硫酸鋅晶體，某興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如下方案：
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）金屬X的化學(xué)式為

 

，加入過(guò)量X的目的是

 

．
（2）步驟①②③均采用同種操作方法．實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行該操作時(shí)，除需要用到燒杯、玻璃棒、鐵架臺(tái)（帶鐵圈），還需要的實(shí)驗(yàn)用品有

 

．
（3）步驟③中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

，該反應(yīng)的基本類型為

 

．
（4）步驟④獲得晶體采用的操作方法是

 

．

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,書(shū)寫(xiě)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：一般的除雜質(zhì)題必須同時(shí)滿足兩個(gè)條件：①加入的試劑只能與雜質(zhì)反應(yīng)，不能與原物質(zhì)反應(yīng)②反應(yīng)時(shí)不能加入新的雜質(zhì)．
在金屬活動(dòng)性順序中，位置在前的金屬能把位于其后的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)．根據(jù)題意，產(chǎn)物中得到含鐵的物質(zhì)．說(shuō)明加入的較活潑的金屬是鐵，據(jù)此分析回答有關(guān)的問(wèn)題；
根據(jù)題目給出的流程圖和信息：固體與液體分開(kāi)的方法叫過(guò)濾；硫酸鋅和硫酸銅的混合液中加入過(guò)量的鋅粉，鋅與硫酸銅反應(yīng)生成硫酸鋅和銅，過(guò)濾后固體A是銅和鋅的混合物，濾液是硫酸鋅溶液；銅和鋅的混合物中加入適量的稀硫酸，銅不反應(yīng)，鋅與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，過(guò)濾得到銅，濾液是硫酸鋅；然后把硫酸鋅溶液蒸發(fā)結(jié)晶得到硫酸鋅晶體；據(jù)此逐項(xiàng)分析．

解答：解：由題意可知，產(chǎn)物中得到含鋅的物質(zhì)，說(shuō)明加入的較活潑的金屬是鋅．硫酸鋅和硫酸銅的混合液中加入過(guò)量的鋅粉，鋅與硫酸銅反應(yīng)生成硫酸鋅和銅，過(guò)濾后固體A是銅和鋅的混合物，濾液是硫酸鋅溶液；銅和鋅的混合物中加入適量的稀硫酸，銅不反應(yīng)，鋅與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，過(guò)濾得到銅，濾液是硫酸鋅；然后把硫酸鋅溶液蒸發(fā)結(jié)晶得到硫酸鋅晶體；由以上分析可知：
（1）金屬X是Fe，加入過(guò)量鐵的目的是：將將CuSO₄中Cu置換完全；
（2）步驟①②③均采用同種操作方法：固體與液體分開(kāi)的方法叫過(guò)濾．實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行該操作時(shí)，除需要用到燒杯、玻璃棒、鐵架臺(tái)（帶鐵圈），還需要的實(shí)驗(yàn)用品有漏斗、濾紙．
（3）步驟③中銅和鋅的混合物中加入適量的稀硫酸，銅不反應(yīng)，鋅與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，過(guò)濾得到銅，濾液是硫酸鋅，故發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，該反應(yīng)符合“單+化=單+化”的特點(diǎn)，其基本類型為置換反應(yīng)．
（4）步驟④從硫酸鋅溶液得到硫酸鋅晶體可以通過(guò)蒸發(fā)溶劑，故獲得晶體采用的操作方法是蒸發(fā)．
故答案為：
（1）Zn； 將CuSO₄中Cu置換完全；   （2）漏斗、濾紙；
（3）Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑； 置換反應(yīng)； （4）蒸發(fā)（或蒸發(fā)結(jié)晶）

點(diǎn)評(píng)：本考點(diǎn)屬于物質(zhì)的除雜或凈化的探究，還考查了化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)，是中考的一個(gè)難點(diǎn)，也是學(xué)生經(jīng)常出錯(cuò)的題型．根據(jù)物質(zhì)的溶解性和除雜質(zhì)的條件，要認(rèn)真分析，綜合把握．還要加強(qiáng)記憶除去常用離子的方法和物質(zhì)的溶解性，從而突破難點(diǎn)．