Question

我市某化工廠排放的廢液中含有硫酸銅和硫酸亞鐵．某化學興趣小組的同學取了適量的上述廢液樣品，將一定量鋅粉加入樣品中，充分反應后過濾，得到濾液A和固體B．請回答下列有關問題：
（1）關于濾液A所含溶質的猜想中，不合理的是______（填寫序號）．
①猜想一：只有硫酸鋅；②猜想二：硫酸鋅、硫酸亞鐵；
③猜想三：硫酸鋅、硫酸亞鐵、硫酸銅；④猜想四：硫酸鋅、硫酸銅
（2）設計簡單實驗，確定“猜想二”對應的固體B的成分：
實驗操作：______．
實驗現象和結論：______．
（3）寫出所涉及到的化學反應方程式______．
（4）反應后析出金屬的質量______（選填“一定”或“不一定”）比參加反應的金屬質量小．

Answer 1

（1）①當鋅是足量的，能把溶液中的銅、鐵全部置換出來，濾液中只有硫酸鋅．故猜想一合理；
②當鋅是不足量的，溶液中的銅全部置換出來，廢液中的鐵沒有被置換或部分被置換，則濾液中有硫酸鋅、硫酸亞鐵．故猜想二合理；
③當鋅是不足量的，不能把溶液中的銅全部置換出來，濾液中有硫酸鋅、硫酸亞鐵、硫酸銅．故猜想三合理；
④由于鐵的活動性大于銅，銅首先被置換出來，不可能溶液中有硫酸銅，沒有硫酸亞鐵；故猜想四不合理；
（2）由題意可知，當濾液A中含有硫酸鋅、硫酸亞鐵時，固體B可能是銅或銅與少量鐵的混合物；由于鐵能被磁鐵吸引．所以設計實驗是：用磁鐵吸引，有黑色粉末被吸引，說明了B是銅與少量鐵的混合物，若沒有被吸引，說明了B是銅．
（3）鋅置換出硫酸銅中的銅，置換出硫酸亞鐵中的鐵，鐵置換硫酸銅中的銅；
（4）由于鋅不論與硫酸銅還是與硫酸亞鐵反應，由反應的方程式可知，參加反應的金屬比生成的金屬少．所以，反應后析出金屬的質量一定比參加反應的金屬質量小．
故答案為：（1）④；
（2）用磁鐵吸引；有黑色粉末被吸引，說明了B是銅與少量鐵的混合物，若沒有被吸引，說明了B是銅；
（3）Zn+CuSO₄=Cu+ZnSO₄、Zn+FeSO₄=Fe+ZnSO₄、Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄；
（4）一定．