某电镀厂排放的废液中含有CuSO4、ZnSO4和FeSO4,为减少污水及节约成本,回收重要原料ZnSO4和有关金属。设计如图所示流程。请回答:
(溶液甲和溶液乙中都只有ZnSO4溶质)
(1)图中操作①的名称是______。
(2)图中固体C是______。
(3)③的反应方程式是______,该步骤中,可用来代替稀硫酸的是______(填序号)。
a.硫酸铜溶液 b.硫酸钠溶液 c.硝酸铜溶液
过滤 Fe Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ a
【解析】
解:由金属活动性顺序可知,排在前面的金属会将排在后面的金属从其盐溶液中置换出来,所以过量的金属是锌,锌会与硫酸铜和硫酸亚铁反应,所以甲是硫酸锌,A是铁、铜、锌的混合物,然后用磁铁将铁分离出来,所以C是铁,B是锌和铜的混合物,所以乙是硫酸锌。
(1)过滤可以将不溶性固体从溶液中分离出来,所以图中操作①的名称是过滤;
(2)图中固体C是Fe;
(3)反应③是硫酸和锌反应生成硫酸锌和氢气,化学方程式是:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,该步骤中,可用来代替稀硫酸的是硫酸铜,故选a。
故答案为(1)过滤;
(2)铁;
(3)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,a。
【点睛】
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。
规律 | 发生条件 | 实例 |
H2+金属氧化物→金属+水 | ①加热 ②K、Ca、Na、Mg、Al等的氧化物除外 |
H2+CuOCu+H2O 3H2+Fe2O32Fe+3H2O |
碳+金属氧化物→金属+CO2 | ①高温 ②K、Ca、Na、Mg、Al等的氧化物除外 |
C+2CuO2Cu+CO2↑ 3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑ |
金属+酸→盐+氢气 | ①浓硫酸,硝酸具有氧化性,和金属反应不生成氢气; ②在金属活动性顺序中排在氢前面的金属才能置换出酸中的氢 |
Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑ Zn+H2SO4(稀)==ZnSO4+H2↑ 2Al+3H2SO4(稀)==Al2(SO4)3+3H2↑ |
金属+盐→新盐+新金属 | ①盐必须能溶于水 ②在金属活动性顺序表中,排在前面的金属才能置换出后面的金属 ③钾、钙、钠很活泼,与盐溶液反应不能置换出金属 |
Cu+Hg(NO3)2==Hg+Cu(NO3)2 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu |
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某黑色物质可能是CuO、C中的一种或两种,小宇.小林同学为研究该黑色物质,设计如下方案(若有C存在,含量较少):
小宇.小林同学分别设计的两个实验方案如下:
小林:黑色粉末(通入氢气,并加热)产物与白色硫酸铜接触
试回答:
(1)小宇方案中证明有氧化铜的实验现象是___________ _______。
(2)小林方案中仅有氧化铜的实验现象是____________________ 。
(3)以上两个方案中,你认为哪个方案更好,理由是什么?
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(4)小新同学也设计了一个方案:直接将黑色粉末放在空气中加热,请你帮小新判断一下是否可以 (填行或不行),理由
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