Question

【题目】实验室废液桶中收集了含有硫酸铜、硫酸亚铁和硫酸锌的废水，为减少水污染及节约成本,某班同学准备运用刚学到的“常见金属活动性顺序表”结合其他有关化学知识对废水进行处理，回收重要物质硫酸锌、金属铁和铜,设计如图所示流程：

回答下列问题：

(1)固体b的成分是__________；

(2)上述流程的四个操作中,有一个和其它三个不同,它是_______；

(3)过程Ⅱ中可加入的物质是________(填化学式)，过程Ⅲ中一定发生的化学反应方程式为___________；

(4)向一定量硝酸银溶液中加入铜和锌的混合粉末，充分反应过滤,得到溶液甲和固体乙。

①若乙中含有锌、铜、银三种固体,则溶液甲中所含的溶质为_________(填化学式)；

②若溶液甲显蓝色，则固体乙可能的组成情况有_____________。

Answer 1

【答案】锌、铁、铜（或Zn、Fe、Cu） ④（或操作④或蒸发） H2SO4或CuSO4 Zn+FeSO4=Fe+ZnSO4 Zn(NO3)2 Ag；Ag、Cu

【解析】

由废水中加入过量a物质并进行操作①得到滤液d和固体b可知，操作①是过滤；三种金属中由于锌的活动性最强，故所加过量的a物质为金属锌，锌置换出硫酸亚铁溶液和硫酸铜溶液中的铁和铜，故固体b是锌、铁、铜的混合物，滤液d是硫酸锌溶液。经过程Ⅱ后得到铜和滤液c，则操作②是过滤，过程Ⅱ是从固体b中分离金属铜，得到铜和滤液c，故过程Ⅱ中可加入的物质是硫酸或硫酸铜。滤液c是硫酸亚铁溶液和硫酸锌溶液。过程Ⅲ加适量a（金属锌）后经过滤得到滤液d和金属e，则金属e是铁，滤液d（硫酸锌溶液）经操作④（蒸发）后得到硫酸锌。

(1)由分析知，固体b的成分是锌、铁、铜（或Zn、Fe、Cu）；

(2)由分析知，操作①②③都是过滤，操作④是蒸发。故上述流程的四个操作中，有一个和其它三个不同的是④（或操作④或蒸发）；

(3) 由分析知，过程Ⅱ中可加入的物质是硫酸或硫酸铜，化学式为H2SO4或CuSO4，过程Ⅲ中锌置换出硫酸亚铁溶液中的铁，反应的化学方程式为：Zn+FeSO4=Fe+ZnSO4；

(4) ①若乙中含有锌、铜、银三种固体，说明混合粉末中锌的含量较多，将硝酸银溶液中的银完全置换出来。故溶液甲中所含的溶质为硝酸锌，化学式为Zn(NO3)2；

②若溶液甲显蓝色，说明金属锌反应完，金属铜参与反应（金属铜可能是部分参加反应也可能是全部参加反应），置换出硝酸银溶液中的银。若铜部分参加反应，则固体乙是铜、银；若铜全部参加反应，则固体乙是银。故固体乙可能的组成情况有Ag；Ag、Cu。