Question

某化学实验小组实验结束时，将含有CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄的废液倒在废液缸里，为回收有关金属和盐，同学们设计了如下实验方案：

试回答：
（1）X物质的化学式为               。
（2）操作②的名称为                ，操作①、②中都要用到的玻璃仪器是               。
（3）加入的稀硫酸目的是                                                            。
（4）写出废液加入过量X的一个反应化学方程式：                                      。
（5）上述实验过程所涉及三种金属的活动性顺序：    ＞      ＞   。

Answer 1

（1）Zn；（2）蒸发 玻璃棒；（3）锌与稀硫酸反应生成硫酸锌回收，并分离出铜；
（4）Zn+FeSO₄＝ZnSO₄+Fe  （或Zn+CuSO₄＝ZnSO₄+Cu ）；（5）Zn Fe Cu （或锌 铁 铜）

试题分析：由实验流程图可判断，操作1完成后原混合物分成了固体和滤液两部分，利用这一特点可判断操作1为过滤操作；根据铜、锌、铁三种金属的活动性判断向混合溶液中加入过量锌粉后所得固体的组成：锌、铁、铜；三种金属单质中，只有铁能被磁铁所吸起，因此使用磁铁吸引后，三种金属分为两组：一组为铁粉（固体B），另一组为铜粉和锌粉的混合物（固体C）；过量锌粉与CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄混合溶液反应后所得溶液为ZnSO₄溶液，铜粉与锌粉的混合物与足量稀硫酸反应后，所得溶液为ZnSO₄溶液，经过蒸发得到硫酸锌固体。
（1）根据金属的活动性锌＞铁＞氢＞铜，为回收有关金属和盐，且不增加新的杂质，因此向CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄混合溶液中加入过量锌粉把溶液中的铁与铜置换出来；
（2）操作②是把溶液变成固体，因此是蒸发；操作①把混合物分离成固体和滤液，所以，操作①为过滤操作；因此操作①、②中都要用到的玻璃仪器是玻璃棒，蒸发中玻璃棒是使液体受热均匀，防止液体溅出，过滤中玻璃棒起到引流的作用；
（3）加入的稀硫酸是把铜粉与锌粉的混合物进行分离，锌与稀硫酸反应生成硫酸锌回收，并分离出铜；
（4）根据金属活动性顺序表：Zn＞Fe＞Cu，排在前面的金属一般能把排在后面的金属从其盐溶液里置换出来；所以，向废液中加入过量的锌粉，发生的化学反应化学方程式是Zn+CuSO₄＝ZnSO₄+Cu；Zn+FeSO₄＝ZnSO₄+Fe；
（5）通过实验的设计，所涉及三种金属的活动性顺序是：锌＞铁＞铜。