Question

14．某金属冶炼厂的管道烟泥中含有铜、锌以及能造成污染的硫．现欲回收铜和硫酸锌，并对硫进行环保处理，主要步骤如图所示：

（1）步骤④中所用的操作方法是蒸发．
（2）步骤①中产生的废气若不经环保处理，会引起的环境问题是酸雨，工业上可用碱石灰（或熟石灰）溶液来处理废气．
（3）溶液A中一定含有的溶质是ZnSO₄、CuSO₄和H₂SO₄．
（4）步骤②中含铜元素的物质发生反应的化学方程式CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O．
（5）在步骤③中所加试剂应为适量的锌（填试剂名称）．

Answer 1

分析 根据题目给出的流程图和信息：铜和氧气加热产生氧化铜，锌和氧气加热产生氧化锌，氧化锌、氧化铜和硫酸反应产生硫酸铜和硫酸锌，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，过滤后的滤液是硫酸锌溶液；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．

解答 解：铜和氧气加热产生氧化铜，锌和氧气加热产生氧化锌，氧化锌、氧化铜和硫酸反应产生硫酸铜和硫酸锌，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，过滤后的滤液是硫酸锌溶液；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，因此：
（1）步骤④是将硫酸锌溶液通过蒸发变成硫酸锌溶液，故填：蒸发；
（2）硫和氧气反应生成二氧化硫，二氧化硫和水会生成亚硫酸，会形成酸雨，可以用碱石灰处理；故填：酸雨；碱石灰（或熟石灰）；
（3）由题意可知，在足量的空气中加热时，铜、锌与氧气反应分别生成了氧化铜和氧化锌，在加入过量的稀硫酸时，分别与稀硫酸反应生成了硫酸锌、硫酸铜，所以，溶液D中含有的溶质是ZnSO₄、CuSO₄和H₂SO₄；故填：ZnSO₄、CuSO₄和H₂SO₄；
（4）氧化铜和稀硫酸反应产生硫酸铜和水，故化学方程式为：CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O；
（5）由于溶液中含有CuSO₄和H₂SO₄，在加入锌时，能分别与锌反应，达到分离的目的；故填：锌．

点评 本题主要考查的知识点有金属的性质、化学方程式的书写，解答时要根据质量守恒定律来正确地书写化学方程式．此题也是对物质分离与提纯的知识的考查，解决的重点是对每一步具体的反应做出详细的分析与判断．