Question

13．某小組將含有CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄的廢液倒在廢液缸里，如果將廢液直接排放就會(huì)造成水污染．于是幾位同學(xué)利用課余處理廢液，回收工業(yè)重要原料硫酸鋅和有關(guān)金屬．實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖，請(qǐng)回答：

（1）操作①中加入過(guò)量的X是Zn，操作名稱是過(guò)濾，主要玻璃儀器：燒杯、漏斗、玻璃棒．濾液A的溶質(zhì)名稱是硫酸鋅；固體C的化學(xué)式為Fe．
（2）寫出操作①中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu；Zn+FeSO₄=ZnSO₄+Fe；操作④中化學(xué)方程式為Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，
（3）怎么證明操作④中加入的稀硫酸足量？向得到的濾液E中加入鋅粉，有氣泡產(chǎn)生，則說(shuō)明硫酸已經(jīng)過(guò)量．

Answer 1

分析 由實(shí)驗(yàn)過(guò)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(diǎn)可判斷操作1為過(guò)濾操作；根據(jù)銅、鋅、鐵三種金屬的活動(dòng)性判斷向混合溶液中加入過(guò)量鋅粉后所得固體的組成；鋅、鐵、銅三種金屬單質(zhì)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(jù)后面的實(shí)驗(yàn)可判斷固體C為鐵粉；過(guò)量鋅粉與CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄混合溶液反應(yīng)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(yīng)后，所得溶液為ZnSO₄溶液；過(guò)量鋅粉與CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄混合溶液中的CuSO₄、FeSO₄都可以發(fā)生置換反應(yīng)；加入足量稀硫酸，金屬混合粉末中的鋅粉可與稀硫酸發(fā)生置換反應(yīng)．

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(guò)濾操作，使用的玻璃儀器主要是燒杯、漏斗、玻璃棒；根據(jù)金屬活動(dòng)性鋅＞鐵＞銅，向含有CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄的廢液加入過(guò)量的鋅粉，鐵、銅被置換出來(lái)，因此過(guò)濾后所得固體B中含有鐵、銅和未反應(yīng)的鋅，濾液A中含有的是硫酸鋅；利用磁鐵可以吸引鐵的特點(diǎn)，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(yīng)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；
故答案為：Zn；過(guò)濾；燒杯；漏斗；玻璃棒；硫酸鋅；Fe；
（2）過(guò)量的鋅粉與混合溶液中的硫酸銅反應(yīng)，可置換出銅同時(shí)生成硫酸鋅；與混合溶液中的硫酸亞鐵反應(yīng)，可置換出鐵同時(shí)生成硫酸鋅；銅粉與鋅粉的混合物中的鋅粉能與稀硫酸發(fā)生置換反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣；故答案為：Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu；Zn+FeSO₄=ZnSO₄+Fe；Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
（3）要證明稀硫酸過(guò)量，可以向得到的濾液E中加入鋅粉，有氣泡產(chǎn)生，則說(shuō)明硫酸已經(jīng)過(guò)量，故填：向得到的濾液E中加入鋅粉，有氣泡產(chǎn)生，則說(shuō)明硫酸已經(jīng)過(guò)量．

點(diǎn)評(píng) 根據(jù)金屬的活動(dòng)性，排在氫前面的金屬都可把酸中的氫置換出來(lái)而得到氫氣；活動(dòng)性強(qiáng)的金屬可把活動(dòng)性弱的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)．