Question

某金属加工厂排放的污水中含有CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄某研究小组利用该污水回收工业重要原料硫酸锌和有关金属，其流程如下：

请回答下列问题：
（1）下列说法正确的是______（填序号）．
A．该工艺流程中发生了3个置换反应
B．CuSO₄与Mg（OH）₂发生复分解反应可得Cu（OH）₂
C．步骤①②③④都包含化学变化
D．滤液A和滤液B含有相同的溶质
（2）写出步骤①发生反应的离子方程式：______．
（3）步骤④中加入足量稀硫酸的目的是______．

Answer 1

解：因金属的活泼性Zn＞Fe＞Cu，由废水中含有CuSO₄，ZnSO₄、FeSO₄，则加入锌粉能发生锌与硫酸亚铁、锌与硫酸铜的反应，其反应分别为Zn+FeSO₄═ZnSO₄+Fe、Zn+CuSO₄═ZnSO₄+Cu，滤液A为ZnSO₄溶液，蒸发得到硫酸锌晶体，固体A经磁铁将铁分离开，固体C中含有锌与铜，加足量稀硫酸时，铜并不反应经过滤可得到，而锌与稀硫酸发生化学反应，其反应为Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑，加入适量稀硫酸的目的是使锌完全转化为ZnSO₄，
（1）A．由以上分析可知发生的置换反应有Zn+FeSO₄═ZnSO₄+Fe、Zn+CuSO₄═ZnSO₄+Cu、Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑，故A正确；
B．Cu（OH）₂较Mg（OH）₂溶解度小，CuSO₄与Mg（OH）₂不能发生复分解反应，故B错误；
C．步骤②为物理过程，不涉及化学变化，故C错误；
D．滤液A和滤液B溶质都为ZnSO₄，故D正确，
故答案为：AD；
（2）步骤①发生反应为Zn+FeSO₄═ZnSO₄+Fe、Zn+CuSO₄═ZnSO₄+Cu，离子方程式为Zn+Cu²⁺=Cu+Zn²⁺、Zn+Fe²⁺=Zn²⁺+Fe，
故答案为：Zn+Cu²⁺=Cu+Zn²⁺、Zn+Fe²⁺=Zn²⁺+Fe；
（3）加足量稀硫酸时，铜并不反应经过滤可得到，而锌与稀硫酸发生化学反应，其反应为Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑，加入适量稀硫酸的目的是使锌完全转化为ZnSO₄，
故答案为：使Zn完全溶解．
分析：因金属的活泼性Zn＞Fe＞Cu，由废水中含有CuSO₄，ZnSO₄、FeSO₄，则加入锌粉能发生锌与硫酸亚铁、锌与硫酸铜的反应，其反应分别为Zn+FeSO₄═ZnSO₄+Fe、Zn+CuSO₄═ZnSO₄+Cu，滤液A为ZnSO₄溶液，蒸发得到硫酸锌晶体，固体A经磁铁将铁分离开，固体C中含有锌与铜，加足量稀硫酸时，铜并不反应经过滤可得到，而锌与稀硫酸发生化学反应，其反应为Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑，加入适量稀硫酸的目的是使锌完全转化为ZnSO₄，以此解答该题．
点评：本题考查金属的回收和废水的利用，学生应明确金属的活泼性来分析发生的化学反应，并应能准确判断每步转化中滤液和固体的成分．