Question

某金屬冶煉廠的管道煙泥中含有炭黑及金屬銅、鋅、硫．綜合實踐活動小組的同學設計了從管道煙泥中回收金屬銅并利用廢氣中的二氧化硫制備硫酸的實驗方案，實驗過程如圖所示：

請回答：
（1）步驟①中，過濾操作使用了玻璃棒，其作用是           ；如何確定硫酸已經過量          。
（2）步驟④中，所加入的金屬X與Zn的活動性順序是Zn＞X，金屬X具有廣泛用途，X是          ，有關反應的化學方程式          。
（3）除去不純銅中的雜質金屬X，可選用的試劑或用品有          （填標號）。
a．磁鐵    b．稀鹽酸   c．蒸餾水    d．氯化銅溶液．
（4）將分離出的SO₂通過下列碘循環(huán)工藝過程既能制H₂SO₄,又能制取H₂，其流程如下：

試寫出反應器、膜反應器中的化學反應方程式          、           。

Answer 1

（10分）引流 ；取濾液B加入鋅粒，有氣泡產生，說明硫酸過量，答案合理即可
Fe ； Fe+CuSO₄==FeSO₄+Cu （2分）；  a b d
SO₂+2H₂O+I==H₂SO₄+2HI （2分）；  2HI==H₂↑+I₂（2分）

試題分析：（1）在過濾操作中玻璃棒起到引流的作用，以防止液體飛濺，由于鋅的活動性在氫前，銅的活動性在氫后，所以銅鋅混合物與稀硫酸反應時，銅不能參與反應，碳也不能反應，而鋅與稀硫酸反應會生成硫酸鋅，所以過濾時濾液是硫酸鋅，固體A是銅與炭黑的混合物；
（2）經過步驟②碳加熱生成二氧化碳，銅加熱生成氧化銅，氧化銅經步驟③轉化成硫酸銅的溶液，硫酸銅加過量的x銅說明x的活動性比銅強，由條件金屬X與Zn的活動性順序是Zn＞X，金屬X具有廣泛用途知X是金屬鐵，反應是鐵與硫酸銅發(fā)生置換反應，方程式為：CuSO₄+Fe═Cu+FeSO₄。
（3）經過以上過程所得的不純的銅是銅與未反應的鐵粉，銅附著在鐵的表面，用磁鐵吸引和加氯化銅時雖原理可行，但實際操作不易完成，而加稀鹽酸時銅不能反應而鐵能，因此能分離兩者，而采用蒸餾水不能分離兩者。
點評：此題是一道常規(guī)的資源回收題，解題的方法是對設計方案所涉及的化學反應要能明確，并進而對反應物生成物作出判斷，此題屬基礎性回收實驗題。