Question

12．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，其作用是引流．
（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是鐵，有關反應的化學方程式Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu．
（3）除去不純銅中的雜質金屬X，可選用的試劑或用品有abd（填字母序號）．
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SO₂+2H₂O+I₂$\frac{\underline{\;20～100℃\;}}{\;}$H₂SO₄+2HI、2HI$\frac{\underline{\;500℃\;}}{\;}$I₂+H₂↑．

Answer 1

分析 （1）玻璃棒的用途有引流、攪拌、轉移物質等；
（2）鐵不如鋅活潑，具有廣泛用途，比銅活潑，能和硫酸銅反應生成硫酸亞鐵和銅；
（3）磁鐵能夠吸引鐵，稀鹽酸能和鐵反應生成氯化亞鐵和氫氣，氯化銅能和鐵反應生成氯化亞鐵和銅；
（4）20～100℃時，二氧化硫能和水、碘反應生成硫酸和碘化氫；
500℃時，碘化氫分解生成碘和氫氣．

解答 解：（1）步驟①中，過濾操作使用了玻璃棒，其作用是引流．
故填：引流．
（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是鐵，鐵和硫酸銅反應生成硫酸亞鐵和銅，反應的化學方程式為：Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu．
故填：鐵；Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu．
（3）除去不純銅中的雜質金屬鐵，可選用磁鐵，因為磁鐵能夠把鐵從混合物中吸引出來，也可以用稀鹽酸，因為銅不能和稀鹽酸反應，鐵能和稀鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，過濾可以得到銅，也可以用氯化銅溶液，因為鐵能和氯化銅反應生成氯化亞鐵和銅，過濾可以得到銅，不能用蒸餾水，因為銅和鐵都不溶于蒸餾水．
故填：abd．
（4）20～100℃時，二氧化硫能和水、碘反應生成硫酸和碘化氫，反應的化學方程式為：
SO₂+2H₂O+I₂$\frac{\underline{\;20～100℃\;}}{\;}$H₂SO₄+2HI；
500℃時，碘化氫分解生成碘和氫氣，反應的化學方程式為：2HI$\frac{\underline{\;500℃\;}}{\;}$I₂+H₂↑．
故填：SO₂+2H₂O+I₂$\frac{\underline{\;20～100℃\;}}{\;}$H₂SO₄+2HI；2HI$\frac{\underline{\;500℃\;}}{\;}$I₂+H₂↑．

點評 碘化氫的水溶液又稱為氫碘酸，氫碘酸受熱分解生成碘和氫氣，氫碘酸是液體，因此生成的氫氣的化學式后面應該加上“↑”．