Question

15．某電鍍工廠的廢液中含有硝酸銅、硝酸銀以及無色可溶性雜質（假設雜質不參與反應），化學興趣小組的同學們欲除去雜質，得到硝酸銅和硝酸銀的混合溶液．設計實驗方案如圖所示：

（1）操作①中為了保證將廢液中的銅和銀全部置換出來，鋅粉的量應該是過量（填“少量”或“過量”）；
（2）液體C中含有除水之外的物質是ZnSO₄、H₂SO₄（填化學式）；
（3）操作③中，將Ag、Cu固體與濃硝酸充分反應制得AgNO₃和Cu（NO₃）₂的混合溶液．銀與濃硝酸反應的化學方程式為Ag+2HNO₃（濃）═AgNO₃+NO₂↑+H₂O，請你模仿寫出銅與濃硝酸反應的化學方程式Cu+4HNO₃（濃）═Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
（4）實驗開始前，甲同學在最初的廢液中先只加入了m克的鋅粉，充分反應后過濾（填操作名稱）、洗滌、烘干、稱量固體B，發(fā)現(xiàn)仍然為m克，則下列說法正確的是ABE（填序號）：
A、液體A可能是無色
B、液體A中一定沒有AgNO₃
C、液體A中一定有Zn（NO₃）₂和Cu（NO₃）₂
D、固體B中的物質組成可能有3種情況
E、固體B中一定有紅色固體
F、若將得到的固體B繼續(xù)進行操作②，發(fā)現(xiàn)無現(xiàn)象，則說明鋅粉的量一定不足
（5）乙同學分析實驗設計后，提出：操作①不選用鋅粉，而是選用銅粉，不僅可以減少步驟、省略掉操作②，而且同樣也能得到硝酸銅和硝酸銀混合溶液．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)鋅能夠置換出硝酸銀中的銀、硝酸銅中的銅進行分析；
（2）根據(jù)固體B中加入足量的稀硫酸后，鋅會與硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣進行分析；
（3）根據(jù)銅和濃硝酸反應生成硝酸銅、水和二氧化氮進行分析；
（4）根據(jù)每65份質量的鋅會置換出216份質量的銀，每65份質量的鋅會置換出64份質量的銅進行分析；
（5）根據(jù)銅和硝酸銀反應生成硝酸銅和銀進行分析．

解答 解：（1）鋅能夠置換出硝酸銀中的銀、硝酸銅中的銅，所以操作①中為了保證將廢液中的銅和銀全部置換出來，鋅粉的量應該是過量；
（2）固體B中加入足量的稀硫酸后，鋅會與硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣，所以液體C中含有除水之外的物質是：ZnSO₄、H₂SO₄；
（3）銅和濃硝酸反應生成硝酸銅、水和二氧化氮，化學方程式為：Cu+4HNO₃（濃）═Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
（4）Zn+2AgNO₃=Zn（NO₃）₂+2Ag，
     65                                        216
Zn+Cu（NO₃）₂=Zn（NO₃）₂+Cu
65                                           64
通過化學方程式可以看出，每65份質量的鋅會置換出216份質量的銀，每65份質量的鋅會置換出64份質量的銅，所以鋅和硝酸銀反應后，溶液質量減小，鋅和硝酸銅反應后溶液質量增大，鋅會先于硝酸銀反應，再與硝酸銅反應，要從溶液中得到固體，需要過濾，所以加入了m克的鋅粉，充分反應后過濾、洗滌、烘干、稱量固體B，發(fā)現(xiàn)仍然為m克，所以鋅既與硝酸銀發(fā)生了反應，也與硝酸銅發(fā)生了反應，所以
A、鋅與硝酸銅完全反應后，液體A可能是無色，故正確；
B、鋅都與硝酸銅發(fā)生反應了，所以液體A中一定沒有AgNO₃，故正確；
C、液體A中一定有Zn（NO₃）₂，可能有Cu（NO₃）₂，故錯誤；
D、固體B中的物質組成可能是銅、銀，鋅、銅、銀，所以有2種情況，故錯誤；
E、固體B中一定有紅色固體銅，故正確；
F、若將得到的固體B繼續(xù)進行操作②，發(fā)現(xiàn)無現(xiàn)象，則說明鋅粉的量可能恰好完全反應，故錯誤
故選：ABE；
（5）銅和硝酸銀反應生成硝酸銅和銀，所以操作①不選用鋅粉，而是選用銅粉，不僅可以減少步驟、省略掉操作②，而且同樣也能得到硝酸銅和硝酸銀混合溶液．
故答案為：（1）過量；
（2）ZnSO₄、H₂SO₄；
（3）Cu+4HNO₃（濃）═Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
（4）ABE；
（5）銅．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．