Question

1．實驗室有100g廢液，其中含有硫酸銅、硫酸亞鐵、硫酸鋅．現對廢液進行處理，得到銅和硫酸鋅溶液，實驗流程如圖所示．

①步驟 I、II、III中均包含的操作名稱是過濾．
②濾液B中的溶質是硫酸鋅、硫酸亞鐵．
③當觀察到氣泡不再產生時，說明濾渣A中鐵已經完全反應．
④步驟 III中加入的X是鋅．
⑤實驗結束后，生成0.1mol銅，請計算原廢液中硫酸銅的溶質質量分數．（根據化學方程式列式計算）

Answer 1

分析 過濾能夠把不溶于水固體和液體分離；
鋅比鐵活潑，鐵比銅活潑，因此鐵不能和硫酸鋅反應，能和硫酸銅反應生成硫酸亞鐵和銅；
鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，當不產生氣泡時，說明鐵已經完全反應；
鋅能和硫酸亞鐵反應生成硫酸鋅和鐵．

解答 解：①步驟 I、II、III中均包含的操作名稱是過濾，通過過濾把固體和液體分離．
故填：過濾．
②濾液B中的溶質是沒有反應的硫酸鋅和反應生成的硫酸亞鐵．
故填：硫酸鋅、硫酸亞鐵．
③當觀察到氣泡不再產生時，說明濾渣A中鐵已經完全反應．
故填：氣泡不再產生．
④步驟 III中加入的X是鋅，通過加入的鋅和硫酸亞鐵反應生成硫酸鋅和鐵．
故填：鋅．
⑤設硫酸銅的物質的量為x，
Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，
         1                  1
         x             0.1mol
$\frac{1}{x}$=$\frac{1}{0.1mol}$，
x=0.1mol，
0.1mol硫酸銅的質量為：0.1mol×160g/mol=16g，
原廢液中硫酸銅的溶質質量分數：$\frac{16g}{100g}$×100%=16%，
答：硫酸銅溶液的溶質質量分數為16%．

點評 要會利用金屬活動順序表分析實驗，氫前邊的金屬會與稀硫酸、鹽酸反應，但氫后邊的金屬不會與稀硫酸、鹽酸反應，前邊的金屬會把后邊的金屬從其鹽溶液中置換出來．