Question

12．某金属冶炼厂的管道烟泥中含有炭黑及金属铜和铁．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的实验方案，实验过程如图所示：
请回答（提示：氧化铜能与稀硫酸反应生成硫酸铜和水）
（1）步骤①中反应的化学方程式是Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑．过滤操作使用了玻璃棒，其作用是引流；滤液B中的溶质有硫酸锌（填一种）．
（2）步骤②中，产生的无色气体是二氧化碳步骤④所加人的金属X具有广泛用途，X是可能是铁．
（3）除去不纯铜中的杂质金属X，可选用的试剂有b（填标号）．
a．铁           b．稀盐酸          c．蒸馏水        d．食盐水溶液．

Answer 1

分析 （1）依据过滤中玻璃棒的引流作用分析判断，依据铜锌混合物与稀硫酸反应时铜不能参与分析判断；
（2）根据固体A是铜与炭黑的混合物来分析；
（3）依据金属活动性顺序结合金属X具有广泛用途分析该金属是铁，并得到相关的方程式；
（4）依据铁铜的性质对两者进行分离即可．

解答 解：（1）步骤①中铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气；在过滤操作中玻璃棒起到引流的作用，以防止液体飞溅，由于锌的活动性在氢前，铜的活动性在氢后，所以铜锌混合物与稀硫酸反应时，铜不能参与反应，碳也不能反应，而锌与稀硫酸反应会生成硫酸锌，所以过滤时滤液是硫酸锌，固体A是铜与炭黑的混合物；故填：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；引流；硫酸锌；
（2）固体A是碳和铜的混合物，灼烧后生成二氧化碳，步骤④所加入的金属X具有广泛用途，X是可能是铁；故填：二氧化碳；铁；
（3）经过步骤②碳加热生成二氧化碳，铜加热生成氧化铜，氧化铜经步骤③转化成硫酸铜的溶液，硫酸铜加过量的x铜说明x的活动性比铜强，由条件金属X与Zn的活动性顺序是Zn＞X，金属X具有广泛用途知X是金属铁，故填：铁；
（4）经过以上过程所得的不纯的铜是铜与未反应的铁粉，铜附着在铁的表面，用磁铁吸引时虽原理可行，但实际操作不易完成，而加稀盐酸时铜不能反应而铁能，因此能分离两者，而采用食盐水不能分离两者．故填：b．

点评 此题是一道常规的资源回收题，解题的方法是对设计方案所涉及的化学反应要能明确，并进而对反应物生成物作出判断，此题属基础性回收实验题．