Question

有一種工業(yè)廢水，含有大量的ZnSO₄和少量CuSO₄以及污泥。興趣小組的同學(xué)想從中回收金屬銅和硫酸鋅晶體，他們?cè)O(shè)計(jì)了如下方案：

（1）操作a、b的名稱是         ，其目的是除去溶液中          。步驟Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為                                     。
（2）甲同學(xué)提出X可用金屬鐵，乙同學(xué)認(rèn)為X可用金屬鋅，你認(rèn)為     （填“甲”或“乙”）同學(xué)的意見是正確的，理由是                                      。步驟Ⅰ中加入過量的金屬X的目的是                                                。
（3）若溶液1和溶液2中溶質(zhì)ZnSO₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別表示為a、b，則a、b的大小關(guān)系是__________；溶液3中的溶質(zhì)是                   （填化學(xué)式）。

Answer 1

（1）過濾    難溶性固體    H₂SO₄ + Zn →H₂↑+ ZnSO₄   
（2）乙  金屬鐵會(huì)與硫酸反應(yīng)生成FeSO₄引入新的雜質(zhì)    保證將溶液里CuSO₄中Cu完全置換出來
（3）a < b       ZnSO₄ 和H₂SO₄

試題分析：此題屬于框圖式兼敘述型的物質(zhì)制備題，解題時(shí)應(yīng)根據(jù)已知物質(zhì)和所需要得到的物質(zhì)，找尋它們之間的特點(diǎn)，再結(jié)合實(shí)驗(yàn)過程加以分析，此題工業(yè)廢水，含有大量的ZnSO₄和少量CuSO₄以及污泥從中回收金屬銅和硫酸鋅晶體，所以步驟Ⅰ加入過量的金屬x應(yīng)是鋅，經(jīng)過濾后，得到的固體既有反應(yīng)生成的銅，也有過量的鋅，所以步驟Ⅱ加入過量的稀硫酸，是固體中的鋅與稀硫酸反應(yīng)，
（1）過濾是將不溶性固體與液體分離的方法，故操作a、b的名稱是：過濾，其目的是除去溶液中難溶性固體，步驟Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：H₂SO₄ + Zn →H₂↑+ ZnSO₄
（2）乙同學(xué)同學(xué)的意見是正確的，理由是：金屬鐵會(huì)與硫酸反應(yīng)生成FeSO₄引入新的雜質(zhì)，步驟Ⅰ中加入過量的金屬X的目的是：保證將溶液里CuSO₄中Cu完全置換出來
（3）溶液1只發(fā)生了一個(gè)反應(yīng)：CuSO₄ + Zn →Cu+ ZnSO₄，生成了ZnSO₄，得到溶液2，溶液1和溶液2中溶質(zhì)ZnSO₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別表示為a、b，則a、b的大小關(guān)系是：a < b，溶液3中的溶質(zhì)是：除了原溶液中的ZnSO₄，還有過量的硫酸，所以溶液3中的溶質(zhì)是：ZnSO₄ 和H₂SO₄