Question

某次实验结束时，各实验小组将含有硫酸铜、硫酸锌、硫酸亚铁的废液倒在废液缸里，考虑到废液直接排放会造成水污染，某化学活动小组利用课余时间处理废液，回收工业重要原料硫酸锌和有关金属．实验过程如下：

（1）固体A的成分是______．
（2）步骤③从固体A中分离出固体B的实验操作是______．
（3）步骤④中发生反应的化学方程式是：______．
（4）若忽略实验过程中的物质损失，利用以上实验能否测定该废水中硫酸锌的质量分数？若认为能，写出最少需要称量哪些物质的质量；若不能，说明理由．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据金属活动性顺序表的应用分析固体A的成分．
（2）根据B的特性分析从固体A中分离出固体B的实验操作；
（3）根据反应写出反应的方程式；
（4）根据要计算该废液中硫酸锌的质量分数，必须知道废液的质量及废液中所含硫酸锌的质量，废液的质量可以直接进行称量，废液中硫酸锌的质量可通过称量所得硫酸锌固体质量减去回收过程中所加入锌粉反应生成硫酸锌的质量，因此还必须称量得到硫酸锌固体与所加锌粉的质量．
解答：解：（1）由于金属的活动性大小是：锌＞铁＞铜，所以，过量的锌加入到含有硫酸铜、硫酸锌、硫酸亚铁的废液中，能把铜、铁全部置换出来．所以，固体A的成分是铜铁锌；
（2）由于滤液A、B蒸发至干得硫酸锌，可得知两滤液中的硫酸锌皆为硫酸锌；固体C加入过量的稀硫酸得到滤液B和铜．由上述分析可知，固体A的成分是铜铁锌．说明固体C是铜和锌的混合物，则B是铁，由于铁能磁铁吸引．所以，步骤③从固体A中分离出固体B的实验操作是用磁铁吸引；
（3）由流程图可知，步骤④是锌与稀硫酸反应，反应的方程式是：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
（4）根据溶液中溶质质量分数计算公式，要计算该废液中硫酸锌的质量分数，必须知道废液的质量及废液中所含硫酸锌的质量，在称量废液质量后，还必须称量得到硫酸锌固体与所加锌粉的质量，利用锌粉质量计算出所得到的硫酸锌中由锌粉反应生成硫酸锌的质量，所得硫酸锌固体质量与锌粉反应生成硫酸锌的质量差即为原废液中所含硫酸锌的质量．
故答为：（1）铜铁锌；（2）用磁铁吸引；（3）Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；（4）能测定，需要称量废液的质量、硫酸锌的质量、锌粉的质量．
点评：根据金属的活动性，排在氢前面的金属都可把酸中的氢置换出来而得到氢气；活动性强的金属可把活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来