Question

某兴趣小组将一包铁粉和锌粉的混合物放入一定量的硝酸银溶液中，使其充分反应后过滤，得到滤液A和固体B，并对滤液的组成进行探究．
【提出问题】滤液中的溶质可能有哪些？
【提出猜想】①只有Zn（NO₃）₂②Zn（NO₃）₂、AgNO₃③Zn（NO₃）₂、Fe（NO₃）₂④Zn（NO₃）₂、AgNO₃、Fe（NO₃）₂
【交流讨论】不合理的猜想是

 

（填标号），其理由是

 

；
【实验探究一】若猜想①成立，通过以下实验课确定固体B的成分，请将下表填写完整．

实验步骤	现象	有关反应的化学方程式
要少量固体B，滴加	有气泡产生

【实验探究二】若猜想④成立，小组同学欲从该废液中回收银，并得到副产品硫酸亚铁晶体．实验方案如下：
（1）固体甲中含有的物质是（填化学式）

 

；溶液乙的化学式为

 

．
（2）写出步骤①的化学方程式：

 

．
（3）检验步骤①向废水中加入A过量的方法是

 

．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,过滤的原理、方法及其应用,金属的化学性质,酸的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：（1）根据三种金属的活动性顺序分别为：锌＞铁＞银，反应的顺序是锌首先和硝酸银溶液反应，锌先转变为硝酸锌，锌消耗完后铁才能和硝酸银反应；据此结合锌和铁和硝酸银反应的情况对溶质和滤渣进行分析；
（2）

解答：解：【交流讨论】三种金属的活动性顺序分别为：锌＞铁＞银，锌先和硝酸银发生反应产生硝酸锌和银，若锌的量很少，没有完全把硝酸银置换出来，则铁会继续和硝酸银反应产生硝酸亚铁和银，若铁的量也很少，没有把硝酸银完全置换出来，则滤液中含有负生成的硝酸锌、硝酸亚铁和剩余的硝酸银，因此猜想④正确；若铁的量足够把硝酸银置换出来，则滤液只含有硝酸锌和硝酸亚铁，故猜想③正确；若锌的量足够多，可以把硝酸银完全置换出来，则滤液中只含有硝酸锌，故猜想①正确；而②Zn（NO₃）₂、AgNO₃中没有硝酸亚铁，说明铁有剩余，则一定不会有硝酸银的剩余，故猜想错误；故答案为：②；铁的活动性比银强，若有硝酸银剩余，则铁也一定完全反应产生硝酸亚铁；
【实验探究一】若猜想①成立，说明锌的量足够把硝酸银完全置换出来，锌可能剩余，也可能恰好完全反应，但一定会有铁，因此可以滴加稀盐酸，有气泡产生，证明有铁；故答案为：稀盐酸；Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑（可能有Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑）；
【实验探究二】猜想④中含有Zn（NO₃）₂、AgNO₃、Fe（NO₃）₂，小组同学欲从该废液中回收银，并得到副产品硫酸亚铁晶体，因此可以加入过量的铁把硝酸银置换出来，得到铁和银的混合物，再通过稀硫酸溶解铁分离出银，同时产生硫酸亚铁，因此：
（1）固体甲中含有的物质是过量的铁和置换出的银，溶液乙中则含有硝酸锌和硝酸亚铁；故答案为：Fe、Ag；Zn（NO₃）₂、Fe（NO₃）₂；
（2）步骤①是铁和硝酸银反应产生硝酸亚铁和银，故反应的方程式为：Fe+2AgNO₃═Fe（NO₃）₂+2Ag；
（3）铁能够和酸反应氢气，因此可以取适量的固体甲滴加稀盐酸产生气泡说明铁过量；故答案为：取适量的固体甲滴加稀盐酸产生气泡．

点评：本题主要考查了金属活动性顺序的应用：根据金属的活动性强弱判断反应是否发生，根据反应发生的情况从而判断物质的存在，设计实验证明金属的活动性，能够培养学生分析问题、解决问题的能力．