Question

5．某校興趣小組欲利用ZnCO₃和Cu₂O的混合物制備硫酸鋅和金屬銅．該小組設(shè)計(jì)了如下圖的實(shí)驗(yàn)方案，回答下列有關(guān)問題：

（查閱資料：Cu₂O是紅色固體，它與稀硫酸的反應(yīng)為：Cu₂O+H₂SO₄═CuSO₄+Cu+H₂O）
（1）圖中X的化學(xué)式為H₂SO₄，A中的物質(zhì)有Zn和Cu．
（2）加入過量的Y有兩個(gè)作用：一是除去過量的硫酸，二是將銅完全置換出來．
寫出其中1個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑或Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu．
（3）操作Ⅰ、Ⅱ用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗和玻璃棒，該儀器在操作Ⅱ中起到的作用是引流．
（4）操作Ⅲ包含蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題中所給反應(yīng)物的性質(zhì)和反應(yīng)后的生成物依據(jù)質(zhì)量守恒定律進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)固體混合物和過量X反應(yīng)后的物質(zhì)成分以及制備的物質(zhì)進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ需要的儀器進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)作Ⅲ前后的物質(zhì)進(jìn)行分析解答．

解答 解：（1）該實(shí)驗(yàn)流程是利用ZnCO₃和Cu₂O的混合物制備硫酸鋅和金屬銅，而碳酸鋅不溶水，可以溶于酸，依據(jù)質(zhì)量守恒定律，制備硫酸鋅，反應(yīng)物中需要有硫酸根離子，所以X是硫酸，X的化學(xué)式：H₂SO₄，混合物中加入過量的硫酸反應(yīng)后的溶液中有硫酸鋅、硫酸銅、銅，加入過量的Y后得到了濾液B和固體A，所以Y是鋅，過量的鋅可以使硫酸和硫酸銅完全反應(yīng)，所以A中的物質(zhì)有：Zn和Cu；在固體A中加入硫酸后可以得到硫酸鋅和銅，硫酸鋅溶液經(jīng)過蒸發(fā)后可以得到硫酸鋅晶體；
（2）加入過量Y后得到了硫酸鋅和固體A，而上一步中加入的硫酸是過量的，反應(yīng)中也生成了硫酸銅，所以加入過量鋅的作用是：除去過量的硫酸，將銅完全置換出來；鋅與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；鋅與硫酸銅反應(yīng)生成硫酸鋅和銅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu
（3）操作Ⅰ后得到了固體和液體，所以操作Ⅰ是過濾，操作Ⅱ后也得到了固體和液體，所以操作Ⅱ是過濾，操作Ⅰ、Ⅱ用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗和玻璃棒，該儀器在操作Ⅱ中起到的作用是引流；
（4）經(jīng)過操作Ⅲ后從溶液中得到了硫酸鋅晶體，所以操作Ⅲ的名稱：蒸發(fā)，操作Ⅲ包含蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾．
故答案為：（1）H₂SO₄，Zn和Cu；
（2）除去過量的硫酸，將銅完全置換出來（兩空順序可調(diào)換）；Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑或Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu
（3）玻璃棒；  引流；
（4）降溫結(jié)晶．

點(diǎn)評(píng) 在解此類題時(shí)，首先分析題中的反應(yīng)原理，然后結(jié)合學(xué)過的知識(shí)對(duì)題中的問題進(jìn)行逐一的解答，此類題難度不大，需要在平時(shí)的學(xué)習(xí)中加強(qiáng)積累．