Question

某化學實驗室廢液缸里的廢液含有CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄，將廢液直接排放既造成浪費，又造成污染．小紅利用課余時間進行廢液處理，實驗過程如下：

（1）固體A的成分是________，磁鐵吸引的目的是________；濾液1和濾液2中含有一種相同的溶質，該溶質是________．
（2）寫出該流程中發生反應的化學方程式：
①加入過量鋅粉后：________（寫出一個即可）
②加入足量稀硫酸后：________
（3）若所加鋅粉量不足，則濾液1中的溶質可能是________（選填字母）．
A．ZnSO₄和FeSO₄
B．ZnSO₄和CuSO₄
C．CuSO₄和FeSO₄
D．ZnSO₄、CuSO₄和FeSO₄．

Answer 1

解：（1）向含有CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄中加入過量的鋅粉時，由于金屬的活動性順序是鋅＞鐵＞銅時，鋅首先將銅從溶液中置換出來，再將鐵置換出來，由于鋅粉是過量的，所以過濾后，得到的固體A是Fe、Cu、Zn的混合物，濾液1中含有的溶質是ZnSO₄．由于鐵能被磁鐵吸附，磁鐵吸引的目的是將鐵與鋅、銅分離，再向混合物中加入足量的稀硫酸時，剩余的鋅能與硫酸反應，銅不能與硫酸反應，過濾后溶液中含有ZnSO₄，所以，濾液1和濾液2中含有一種相同的溶質，該溶質是ZnSO₄；
（2）由上述的分析可知：①加入過量鋅粉后，鋅先后與硫酸銅、硫酸亞鐵反應，反應的方程式是：Zn+CuSO_4⁼ZnSO₄+Cu，Zn+FeSO_4⁼ZnSO₄+Fe；
②加入足量稀硫酸后，剩余的性與硫酸反應，反應的方程式是：Zn+H₂SO_4⁼ZnSO₄+H₂↑；
（3）A、當加入的鋅粉不足時，鋅可能將銅恰好置換出來，這是溶液中的溶質是ZnSO₄和FeSO₄．故A正確；
B、由于鐵的活潑性大于銅．鋅應將銅置換出來后才能置換鐵，所以溶液中的溶質是不可能是ZnSO₄和CuSO₄．故B不正確；
C、溶液中一定含有ZnSO₄．故C不正確；
D、當加入的鋅粉不足時，鋅不將銅全部置換出來，這時溶液中的溶質是：ZnSO₄、CuSO₄和FeSO₄．故D正確．
故答為：（1）Fe、Cu、Zn，將鐵與鋅、銅分離，ZnSO₄；（2）①Zn+CuSO_4⁼ZnSO₄+Cu（或Zn+FeSO_4⁼ZnSO₄+Fe），②Zn+H₂SO_4⁼ZnSO₄+H₂↑（3）AD．
分析：（1）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、濾液1和濾液2中含有一種相同的溶質．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；
（2）根據流程中發生反應，寫出反應的化學方程式；
（3）根據銅、鋅、鐵三種金屬的活動性判斷向混合溶液中加入鋅粉后，當加鋅粉量不足是，則濾液1中的可能含有的溶質．
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．