Question

某废液中含有硫酸锌、硫酸镍（NiSO₄）、硫酸铜和硫酸，初三化学兴趣小组欲从中回收铜和硫酸锌晶体．老师给出信息：硫酸镍溶液呈绿色，硫酸锌溶液呈无色．
（1）为探究镍的金属活动性，同学们做了以下两个实验：
①将镍丝（Ni）插入稀硫酸中，观察到有气泡产生；
②将镍丝（Ni）插入硫酸锌溶液中，观察到镍丝上无固体附着物，溶液颜色仍为无色．
请根据实验结果，把锌、铜、镍的元素符号填在图1的相应格中：
（2）同学们按照实验目的设计了如图2实验方案，请你协助完成方案：
①实验操作Ⅰ和Ⅱ都要用到的玻璃仪器是

 

．
②X是

 

，M是

 

，固体Y中含有

 

．写出X与废水中的物质发生反应的其中一个化学方程式

 

．

Answer 1

考点：金属活动性顺序及其应用,过滤的原理、方法及其应用,蒸发与蒸馏操作,金属的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：金属与金属材料

分析：金属和酸反应生成氢气的条件：金属必须是在金属活动性顺序中氢前的金属，酸除浓硫酸和硝酸外；金属和盐反应生成新的金属的条件：在金属活动性顺序中只有前面的金属可以把排在它后面的金属从盐溶液中置换出来，钾、钙、钠除外．据此分析回答有关问题．

解答：解：（1）由题意可知，由于将镍丝（Ni）插入稀硫酸中，观察到有气泡产生，说明镍在氢前；将镍丝（Ni）插入硫酸锌溶液中，观察到镍丝上无固体附着物，溶液颜色没有发生变化，说明镍的活动性比锌弱，金属的活动顺序是：Zn Ni （H） Cu；所以填图如下：
（2）①由于实验操作Ⅰ把固体混合物和硫酸锌溶液分开，因此操作Ⅰ是过滤，而实验操作Ⅱ是从硫酸锌溶液中得到硫酸锌晶体，因此操作Ⅱ是蒸发结晶，故两个操作中都会用到玻璃棒．
②从图中不难看出，在废水中加入足量的金属X得到的是硫酸锌溶液，说明加入的X应是金属锌，由于锌可以和废水中的硫酸镍、硫酸铜、硫酸反应，过滤后得到的固体混合物中一定含有金属镍、铜，可能还混有过量的锌．由于铜在氢后，不和稀酸反应，而镍和锌都可以和稀酸反应，因此溶液M应是稀硫酸或稀盐酸；锌与废水中的物质发生反应的方程式是：Zn+CuSO₄═ZnSO₄+Cu，（Zn+NiSO₄═ZnSO₄+Ni．
故答为：（1）Zn Ni （H） Cu；（2）①玻璃棒；②Zn，H₂SO₄，Cu和Ni，Zn+CuSO₄═ZnSO₄+Cu （Zn+NiSO₄═ZnSO₄+Ni）．

点评：本题主要考查了对金属活动性顺序的应用，培养学生分析问题应用知识的能力．