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）X物質(zhì)的化學(xué)式為               。
（2）操作②的名稱為                ，操作①、②中都要用到的玻璃儀器是               。
（3）加入的稀硫酸目的是                                                            。
（4）寫(xiě)出廢液加入過(guò)量X的一個(gè)反應(yīng)化學(xué)方程式：                                      。
（5）上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程所涉及三種金屬的活動(dòng)性順序：    ＞      ＞   。

Answer 1

（1）Zn；（2）蒸發(fā) 玻璃棒；（3）鋅與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅回收，并分離出銅；
（4）Zn+FeSO₄＝ZnSO₄+Fe  （或Zn+CuSO₄＝ZnSO₄+Cu ）；（5）Zn Fe Cu （或鋅 鐵 銅）

試題分析：由實(shí)驗(yàn)流程圖可判斷，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，三種金屬分為兩組：一組為鐵粉（固體B），另一組為銅粉和鋅粉的混合物（固體C）；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，經(jīng)過(guò)蒸發(fā)得到硫酸鋅固體。
（1）根據(jù)金屬的活動(dòng)性鋅＞鐵＞氫＞銅，為回收有關(guān)金屬和鹽，且不增加新的雜質(zhì)，因此向CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄混合溶液中加入過(guò)量鋅粉把溶液中的鐵與銅置換出來(lái)；
（2）操作②是把溶液變成固體，因此是蒸發(fā)；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；因此操作①、②中都要用到的玻璃儀器是玻璃棒，蒸發(fā)中玻璃棒是使液體受熱均勻，防止液體濺出，過(guò)濾中玻璃棒起到引流的作用；
（3）加入的稀硫酸是把銅粉與鋅粉的混合物進(jìn)行分離，鋅與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅回收，并分離出銅；
（4）根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表：Zn＞Fe＞Cu，排在前面的金屬一般能把排在后面的金屬?gòu)钠潲}溶液里置換出來(lái)；所以，向廢液中加入過(guò)量的鋅粉，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)化學(xué)方程式是Zn+CuSO₄＝ZnSO₄+Cu；Zn+FeSO₄＝ZnSO₄+Fe；
（5）通過(guò)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，所涉及三種金屬的活動(dòng)性順序是：鋅＞鐵＞銅。