Question

3．取铜、锌混合粉末，在空气中充分灼烧后，加入稀琉酸至固体恰好溶解．再加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液．
（1）滤渣中一定有铜，滤液中溶质一定有硫酸锌、硫酸亚铁．
（2）设计实验方案，探究滤渣成分和与滤渣成分对应的滤液中溶质成分，写出实验操作、预期现象及结论．

Answer 1

分析 在金属活动性顺序中，排在氢前面的金属能与酸反应生成氢气，排在氢后面的金属则不能与酸反应；位置靠前的金属一般可以将位于其后的金属从它们的盐溶液中置换出来．根据金属与酸反应、金属与盐溶液反应的情况，来判断和探究反应后滤液和滤渣的成分．

解答 解：（1）取铜、锌混合粉末，在空气中充分灼烧后，生成对应的金属氧化物，再加入稀硫酸至固体恰好溶解后，生成对应的硫酸盐，即：硫酸铜溶液和硫酸锌溶液；“再加入一定量的铁粉”时，我们根据“在金属活动性顺序中，位置靠前的金属一般可以将位于其后的金属从它们的盐溶液中置换出来”，可以得知铁能把铜置换出来，而不能把锌置换出来，所以滤渣中一定含有铜；根据铁与硫酸铜溶液反应的化学方程式可以知道反应后生成硫酸亚铁和铜，所以滤液中一定有反应后生成的硫酸亚铁和未参加反应的硫酸锌溶液，
故答案为：铜；硫酸锌、硫酸亚铁；
（2）根据“在金属活动性顺序中，排在氢前面的金属能与酸反应生成氢气，排在氢后面的金属则不能与酸反应”，我们可以利用向滤渣中加入稀盐酸的办法，通过反应是否有气泡生成来判断滤渣中是否含有铁；根据“在金属活动性顺序中，位置靠前的金属一般可以将位于其后的金属从它们的盐溶液中置换出来”，我们利用铁与硫酸铜溶液反应时，有红色固体出现这一现象来确定反应后的滤液中是否还含有硫酸铜溶液．
故答案为：向滤渣中加盐酸若有气泡，滤渣为铜和铁，则滤液为硫酸锌和硫酸亚铁；若滤渣中加盐酸无气泡，滤渣为铜，再向滤液中加铁片，有红色固体出现，滤液为硫酸锌和硫酸亚铁、硫酸铜；没有红色固体出现，滤液为硫酸锌和硫酸亚铁．

点评 本题从置换反应能否发生的角度考查了金属活动性顺序及其应用，是一道综合性较强的好题．