Question

某活动小组欲从含有硝酸铜的废水中提取金属铜，做了如下的实验，向废水中加入一定量的锌粉和铁粉混合物．充分反应后过滤，向滤渣中加入盐酸，有气泡产生．

（1）上述操作过程中出现的错误是：______．
（2）滤液中一定含有的阳离子是：______．
（3）加入锌粉和铁粉后，一定发生反应的化学方程式为______．
（4）将盛有等质量、等溶质质量分数的稀盐酸的两只烧杯，放在托盘天平左右两盘上，调节至平衡，再向两只烧杯中分别放入质量相等的锌和铁，待反应停止后，请判断：
①若天平仍保持平衡，烧杯中一定没有剩余的物质是______；
②若天平失去平衡，则指针一定偏向放______的一边．

Answer 1

解：（1）观察给出的操作题，可以发现进行过滤操作时要使用玻璃棒进行引流，所以错误操作是：过滤时没有用玻璃棒引流；
（2）在金属活动性顺序中，锌＞铁＞铜，锌能与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，铁能与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，锌能与硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁，向滤渣中加入盐酸，有气泡产生，说明滤渣中一定有铁，由于硝酸铜的量不能确定，故铁是否与硝酸铜反应未知，故不能确定溶液中是否含有亚铁离子，所以一定含有的阳离子为：Zn²⁺、NO₃^-；
（3）滤渣中含有铁，锌一定与硝酸铜反应，铁是否与硝酸铜反应未知，化学方程式为：Zn+Cu（NO₃）₂═Zn（NO₃）₂+Cu．
（4）①若天平仍保持平衡，说明得到的氢气一样多，则稀盐酸全部参与化学反应，即金属是足量的，因此稀盐酸一定没有剩余．
②若天平失去平衡，说明得到的氢气不一样多，而等质量的锌和铁应是铁得到的氢气多（对于在化合物中化合价相同、质量相同的金属，相对原子质量越大的，得到的氢气反而越少），所以指针应偏向锌的一边
故答案为：（1）过滤时没有用玻璃棒引流．
（2）Zn²⁺、NO₃^-；．
（3）Zn+Cu（NO₃）₂═Zn（NO₃）₂+Cu．．
（4）①稀盐酸；
②锌
分析：在金属活动性顺序中，氢前的金属能与酸反应生成氢气，位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来，进行过滤操作时要使用玻璃棒进行引流．
金属和酸溶液发生置换反应生成氢气的多少即和金属的质量有关，也和酸的质量有关，关键看哪一种物质全部参与化学反应，根据化学方程式的计算所带入物质的质量必须是这种物质全部参与化学反应．
点评：本题考查了金属活动性顺序的应用，完成此题，可以依据金属活动性顺序及其意义进行．