Question

（2011?黃埔區一模）實驗結束時，同學們將含有CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄的廢液倒在廢液缸里，如果將廢液直接排放就會造成水污染．于是幾位同學利用課余處理廢液，回收工業重要原料硫酸鋅和有關金屬．實驗過程如下：

請回答：
（1）操作1是，固體A的成分．
（2）固體C是．濾液1和濾液2中溶質相同，該溶質是．
（3）加入過量鋅粉的目的是，加入過量鋅粉的其中一個反應的化學方程式；加入足量稀硫酸發生反應的化學方程式．

Answer 1

【答案】分析：（1）由實驗過程圖可判斷，操作1完成后原混合物分成了固體和濾液兩部分；利用這一特點可判斷操作1為過濾操作；根據銅、鋅、鐵三種金屬的活動性判斷向混合溶液中加入過量鋅粉后所得固體的組成；
（2）鋅、鐵、銅三種金屬單質中，只有鐵能被磁鐵所吸起，因此使用磁鐵吸引后，三種上金屬分為兩組，一組為鐵粉另一組為銅粉和鋅粉的混合物；根據后面的實驗可判斷固體C為鐵粉；過量鋅粉與CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄混合溶液反應后所得溶液為ZnSO₄溶液，銅粉與鋅粉的混合物與足量稀硫酸反應后，所得溶液為ZnSO₄溶液；
（3）過量鋅粉與CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄混合溶液中的CuSO₄、FeSO₄都可以發生置換反應；加入足量稀硫酸，金屬混合粉末中的鋅粉可與稀硫酸發生置換反應．
解答：解：（1）操作1把混合物分離成固體和濾液，所以，操作1為過濾操作；根據金屬活動性鋅＞鐵＞銅，向含有CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄的廢液加入過量的鋅粉，鐵、銅被置換出來，因此過濾后所得固體A中含有鐵、銅和未反應的鋅；
故答案為：過濾；Cu、Zn、Fe；
（2）利用磁鐵可以吸引鐵的特點，可判斷固體B、C為鐵粉或銅粉與鋅粉的混合物之一；由于固體B能與足量稀硫酸反應后可得到銅粉，可確定固體B為銅粉與鋅粉的混合物，而固體C為鐵粉；固體B與稀硫酸反應后的濾液2中含有硫酸鋅溶液；根據金屬的活動性鋅＞鐵＞氫＞銅，向CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄混合溶液中加入過量鋅粉后過濾，所得濾液為ZnSO₄溶液；
故答案為：Fe；ZnSO₄
（3）過量的鋅粉與混合溶液中的硫酸銅反應，可置換出銅同時生成硫酸鋅；與混合溶液中的硫酸亞鐵反應，可置換出鐵同時生成硫酸鋅；銅粉與鋅粉的混合物中的鋅粉能與稀硫酸發生置換反應生成硫酸鋅和氫氣；
故答案為：把廢液中銅離子和鐵離子全部置換出來；  Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu（或Zn+FeSO₄=ZnSO₄+Fe）；Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑．
點評：這是一道框圖形推斷題，解題關鍵是根據金屬的活動性，排在氫前面的金屬都可把酸中的氫置換出來而得到氫氣；活動性強的金屬可把活動性弱的金屬從其鹽溶液中置換出來這一理論．