Question

某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，將含有CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄的廢液倒在廢液缸里，為回收有關(guān)金屬和鹽，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：

試回答：
（1）操作1是

過濾

，固體A的成分

Cu、Zn、Fe

，固體C是

鐵粉

，濾液1和濾液2中溶質(zhì)相同，該溶質(zhì)是

ZnSO₄

．
（2）加入物質(zhì)a必須過量的原因是

將廢液中的Cu²⁺和Fe²⁺全部置換出來(lái)

．
（3）要檢驗(yàn)加入的稀硫酸是否足量的方法是

取步驟④的濾渣于試管中，加入少量稀硫酸，若有氣泡產(chǎn)生，則酸不足量（或若無(wú)氣泡產(chǎn)生，則酸已足量）

．
（4）若實(shí)驗(yàn)過程中的物質(zhì)損失可以忽略，最終所得硫酸鋅的質(zhì)量

＞

（填“＞”、“＜”或“=”）原廢液中硫酸鋅的質(zhì)量．要計(jì)算該廢液中硫酸銅質(zhì)量，必須要稱量

固體D（或銅）

 的質(zhì)量．

Answer 1

分析：（1）由實(shí)驗(yàn)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(diǎn)可判斷操作1為過濾操作；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；
（2）根據(jù)加入過量的鋅會(huì)把溶液中的鐵與銅置換的更徹底一些進(jìn)行解答；
（3）根據(jù)步驟④中的酸是否足量主要看固體D中是否含有未反應(yīng)的鋅進(jìn)行解答；
（4）根據(jù)得到的硫酸鋅的質(zhì)量應(yīng)該比廢液中的硫酸鋅質(zhì)量大，因?yàn)榉磻?yīng)過程中由于鋅的加入而使其質(zhì)量變大了，要計(jì)算硫酸銅的質(zhì)量可通過最后得到的銅的質(zhì)量完成進(jìn)行解答．

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(jù)金屬活動(dòng)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(lái)，因此過濾后所得固體A中含有鐵、銅和未反應(yīng)的鋅；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；根據(jù)金屬的活動(dòng)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；把銅粉與鋅粉的混合物放入足量稀硫酸中充分反應(yīng)后過濾，所得濾液為ZnSO₄溶液；
故答案為：過濾；Cu、Zn、Fe；鐵粉；ZnSO₄；
（2）因?yàn)橹挥屑尤脒^量的鋅才會(huì)把溶液中的鐵與銅置換的更徹底一些在此過程中發(fā)生了鋅與硫酸銅和鐵與硫酸銅的反應(yīng)；
故答案為：將廢液中的Cu²⁺和Fe²⁺全部置換出來(lái)；
（3）步驟④中的酸是否足量主要看固體D中是否含有未反應(yīng)的鋅，有則酸不足量，沒有則酸足量；
故答案為：取步驟④的濾渣于試管中，加入少量稀硫酸，若有氣泡產(chǎn)生，則酸不足量（或若無(wú)氣泡產(chǎn)生，則酸已足量）；
（4）因?yàn)榉磻?yīng)過程中由于鋅的加入而使其得到的硫酸鋅質(zhì)量變大了，由過程知銅的來(lái)源只有硫酸銅，則求硫酸銅的質(zhì)量可利用得到銅的質(zhì)量．
故答案為：＞；固體D（或銅）．

點(diǎn)評(píng)：此題是對(duì)物質(zhì)分離知識(shí)的考查，解題時(shí)只要抓住反應(yīng)過程中金屬與鹽溶液的反應(yīng)實(shí)質(zhì)，并結(jié)合相關(guān)的實(shí)驗(yàn)過程就能順利解題．