Question

某化工厂产生的废液中含有大量的硫酸锌和硫酸铜，为了处理废液，回收金属铜并得到硫酸锌晶体，某兴趣小组同学设计了如下方案：
请回答下列问题：
（1）金属X的化学式为

 

，加入过量X的目的是

 

．
（2）步骤①②③均采用同种操作方法．实验室进行该操作时，除需要用到烧杯、玻璃棒、铁架台（带铁圈），还需要的实验用品有

 

．
（3）步骤③中发生反应的化学方程式为

 

，该反应的基本类型为

 

．
（4）步骤④获得晶体采用的操作方法是

 

．

Answer 1

考点：金属的化学性质,过滤的原理、方法及其应用,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：一般的除杂质题必须同时满足两个条件：①加入的试剂只能与杂质反应，不能与原物质反应②反应时不能加入新的杂质．
在金属活动性顺序中，位置在前的金属能把位于其后的金属从其盐溶液中置换出来．根据题意，产物中得到含铁的物质．说明加入的较活泼的金属是铁，据此分析回答有关的问题；
根据题目给出的流程图和信息：固体与液体分开的方法叫过滤；硫酸锌和硫酸铜的混合液中加入过量的锌粉，锌与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，过滤后固体A是铜和锌的混合物，滤液是硫酸锌溶液；铜和锌的混合物中加入适量的稀硫酸，铜不反应，锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，过滤得到铜，滤液是硫酸锌；然后把硫酸锌溶液蒸发结晶得到硫酸锌晶体；据此逐项分析．

解答：解：由题意可知，产物中得到含锌的物质，说明加入的较活泼的金属是锌．硫酸锌和硫酸铜的混合液中加入过量的锌粉，锌与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，过滤后固体A是铜和锌的混合物，滤液是硫酸锌溶液；铜和锌的混合物中加入适量的稀硫酸，铜不反应，锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，过滤得到铜，滤液是硫酸锌；然后把硫酸锌溶液蒸发结晶得到硫酸锌晶体；由以上分析可知：
（1）金属X是Fe，加入过量铁的目的是：将将CuSO₄中Cu置换完全；
（2）步骤①②③均采用同种操作方法：固体与液体分开的方法叫过滤．实验室进行该操作时，除需要用到烧杯、玻璃棒、铁架台（带铁圈），还需要的实验用品有漏斗、滤纸．
（3）步骤③中铜和锌的混合物中加入适量的稀硫酸，铜不反应，锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，过滤得到铜，滤液是硫酸锌，故发生反应的化学方程式为Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，该反应符合“单+化=单+化”的特点，其基本类型为置换反应．
（4）步骤④从硫酸锌溶液得到硫酸锌晶体可以通过蒸发溶剂，故获得晶体采用的操作方法是蒸发．
故答案为：
（1）Zn； 将CuSO₄中Cu置换完全；   （2）漏斗、滤纸；
（3）Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑； 置换反应； （4）蒸发（或蒸发结晶）

点评：本考点属于物质的除杂或净化的探究，还考查了化学方程式的书写，是中考的一个难点，也是学生经常出错的题型．根据物质的溶解性和除杂质的条件，要认真分析，综合把握．还要加强记忆除去常用离子的方法和物质的溶解性，从而突破难点．