Question

12．某金属冶炼厂的管道烟泥中含有炭黑及金属铜、锌、硫．综合实践活动小组的同学设计了从管道烟泥中回收金属铜并利用废气中的二氧化硫制备硫酸的实验方案，实验过程如图所示：

请回答：
（1）步骤①中，过滤操作使用了玻璃棒，其作用是引流．
（2）步骤④中，所加入的金属X与Zn的活动性顺序是Zn＞X，金属X具有广泛用途，X是铁，有关反应的化学方程式Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu．
（3）除去不纯铜中的杂质金属X，可选用的试剂或用品有abd（填字母序号）．
a．磁铁    b．稀盐酸   c．蒸馏水    d．氯化铜溶液．
（4）将分离出的SO₂通过下列碘循环工艺过程既能制H₂SO₄，又能制取H₂，其流程如下：

试写出反应器、膜反应器中的化学反应方程式SO₂+2H₂O+I₂$\frac{\underline{\;20～100℃\;}}{\;}$H₂SO₄+2HI、2HI$\frac{\underline{\;500℃\;}}{\;}$I₂+H₂↑．

Answer 1

分析 （1）玻璃棒的用途有引流、搅拌、转移物质等；
（2）铁不如锌活泼，具有广泛用途，比铜活泼，能和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜；
（3）磁铁能够吸引铁，稀盐酸能和铁反应生成氯化亚铁和氢气，氯化铜能和铁反应生成氯化亚铁和铜；
（4）20～100℃时，二氧化硫能和水、碘反应生成硫酸和碘化氢；
500℃时，碘化氢分解生成碘和氢气．

解答 解：（1）步骤①中，过滤操作使用了玻璃棒，其作用是引流．
故填：引流．
（2）步骤④中，所加入的金属X与Zn的活动性顺序是Zn＞X，金属X具有广泛用途，X是铁，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应的化学方程式为：Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu．
故填：铁；Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu．
（3）除去不纯铜中的杂质金属铁，可选用磁铁，因为磁铁能够把铁从混合物中吸引出来，也可以用稀盐酸，因为铜不能和稀盐酸反应，铁能和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，过滤可以得到铜，也可以用氯化铜溶液，因为铁能和氯化铜反应生成氯化亚铁和铜，过滤可以得到铜，不能用蒸馏水，因为铜和铁都不溶于蒸馏水．
故填：abd．
（4）20～100℃时，二氧化硫能和水、碘反应生成硫酸和碘化氢，反应的化学方程式为：
SO₂+2H₂O+I₂$\frac{\underline{\;20～100℃\;}}{\;}$H₂SO₄+2HI；
500℃时，碘化氢分解生成碘和氢气，反应的化学方程式为：2HI$\frac{\underline{\;500℃\;}}{\;}$I₂+H₂↑．
故填：SO₂+2H₂O+I₂$\frac{\underline{\;20～100℃\;}}{\;}$H₂SO₄+2HI；2HI$\frac{\underline{\;500℃\;}}{\;}$I₂+H₂↑．

点评 碘化氢的水溶液又称为氢碘酸，氢碘酸受热分解生成碘和氢气，氢碘酸是液体，因此生成的氢气的化学式后面应该加上“↑”．