Question

5．某校興趣小組欲利用ZnCO₃和Cu₂O的混合物制備硫酸鋅和金屬銅．該小組設計了如下圖的實驗方案，回答下列有關問題：

（查閱資料：Cu₂O是紅色固體，它與稀硫酸的反應為：Cu₂O+H₂SO₄═CuSO₄+Cu+H₂O）
（1）圖中X的化學式為H₂SO₄，A中的物質有Zn和Cu．
（2）加入過量的Y有兩個作用：一是除去過量的硫酸，二是將銅完全置換出來．
寫出其中1個反應的化學方程式Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑或Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu．
（3）操作Ⅰ、Ⅱ用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗和玻璃棒，該儀器在操作Ⅱ中起到的作用是引流．
（4）操作Ⅲ包含蒸發濃縮、降溫結晶、過濾．

Answer 1

分析 （1）根據題中所給反應物的性質和反應后的生成物依據質量守恒定律進行分析；
（2）根據固體混合物和過量X反應后的物質成分以及制備的物質進行分析；
（3）根據操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ需要的儀器進行分析；
（4）根據作Ⅲ前后的物質進行分析解答．

解答 解：（1）該實驗流程是利用ZnCO₃和Cu₂O的混合物制備硫酸鋅和金屬銅，而碳酸鋅不溶水，可以溶于酸，依據質量守恒定律，制備硫酸鋅，反應物中需要有硫酸根離子，所以X是硫酸，X的化學式：H₂SO₄，混合物中加入過量的硫酸反應后的溶液中有硫酸鋅、硫酸銅、銅，加入過量的Y后得到了濾液B和固體A，所以Y是鋅，過量的鋅可以使硫酸和硫酸銅完全反應，所以A中的物質有：Zn和Cu；在固體A中加入硫酸后可以得到硫酸鋅和銅，硫酸鋅溶液經過蒸發后可以得到硫酸鋅晶體；
（2）加入過量Y后得到了硫酸鋅和固體A，而上一步中加入的硫酸是過量的，反應中也生成了硫酸銅，所以加入過量鋅的作用是：除去過量的硫酸，將銅完全置換出來；鋅與硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣，反應的化學方程式為：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；鋅與硫酸銅反應生成硫酸鋅和銅，反應的化學方程式為：Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu
（3）操作Ⅰ后得到了固體和液體，所以操作Ⅰ是過濾，操作Ⅱ后也得到了固體和液體，所以操作Ⅱ是過濾，操作Ⅰ、Ⅱ用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗和玻璃棒，該儀器在操作Ⅱ中起到的作用是引流；
（4）經過操作Ⅲ后從溶液中得到了硫酸鋅晶體，所以操作Ⅲ的名稱：蒸發，操作Ⅲ包含蒸發濃縮、降溫結晶、過濾．
故答案為：（1）H₂SO₄，Zn和Cu；
（2）除去過量的硫酸，將銅完全置換出來（兩空順序可調換）；Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑或Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu
（3）玻璃棒；  引流；
（4）降溫結晶．

點評 在解此類題時，首先分析題中的反應原理，然后結合學過的知識對題中的問題進行逐一的解答，此類題難度不大，需要在平時的學習中加強積累．