Question

某校化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢液桶中收集了溶解大量FeSO₄、CuSO₄的廢水，若直接排放到下水道不僅造成重金屬污染而且造成浪費(fèi)．九年級(jí)（1）的同學(xué)，準(zhǔn)備運(yùn)用剛學(xué)到的“常見金屬活動(dòng)性順序表”結(jié)合其他有關(guān)化學(xué)知識(shí)對(duì)廢水進(jìn)行處理．
（1）復(fù)習(xí)常見金屬活動(dòng)順序表，在如圖1空格中分別填入對(duì)應(yīng)的元素符號(hào)．
（2）設(shè)計(jì)除去銅離子，回收硫酸亞鐵晶體和銅的實(shí)驗(yàn)方案（如圖2），討論有關(guān)問題：

①廢水中加入金屬X前需進(jìn)行過濾，目的是將其中

 

性雜質(zhì)除去．
②金屬X是

 

，其加入廢水后發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

；溶液Y是

 

，利用其除去銅中雜質(zhì)，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為

 

．
（3）為了測定黃銅（銅、鋅合金）的組成，某研究性學(xué)習(xí)小組稱取該樣品10g，向其中逐滴加入9.8%的稀硫酸溶液至剛好不再產(chǎn)生氣體為止．反應(yīng)過程中生成的氣體與所用硫酸溶液的質(zhì)量關(guān)系如圖3所示，試計(jì)算：樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

考點(diǎn)：金屬活動(dòng)性順序及其應(yīng)用,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算

專題：金屬與金屬材料,綜合計(jì)算（圖像型、表格型、情景型計(jì)算題）

分析：（1）根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表的內(nèi)容，在空格中填入金屬元素的符號(hào)；
（2）①根據(jù)過濾的使用范圍分析；
②由于目的是獲得銅單質(zhì)和硫酸亞鐵，所以需要將銅離子轉(zhuǎn)化為銅單質(zhì)，而溶液中需要的是硫酸亞鐵而不能引入新的雜質(zhì)，所以加入的能夠?qū)�銅離子轉(zhuǎn)化為銅單質(zhì)的只能是單質(zhì)鐵；由于加入的鐵是過量的，需要加入過量稀硫酸除去銅中的鐵．據(jù)此分析回答；
（3）根據(jù)鋅與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式，由圖中最多生成的氫氣質(zhì)量0.10g，可以計(jì)算出參加反應(yīng)的鋅的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算出樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：（1）由金屬活動(dòng)性順序表的內(nèi)容可知，介于Zn、Sn之間的是Fe；介于H、Hg之間的是Cu；介于Hg、Pt之間的是Ag．故填入下表如下：
（2）①過濾是將難溶性（或不溶性）固體從溶液中分離出來的操作；
②為回收廢液中的Cu²⁺，需加入活動(dòng)性在銅前面的金屬進(jìn)行置換，但要得到較為純凈FeSO₄的溶液，只能向廢液中加入過量的鐵粉與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)，生成物中只有硫酸亞鐵，加入其它金屬溶液中又混有其它溶質(zhì)．所以，金屬X是Fe，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu．由于有過量鐵粉，為除去混在銅粉里的鐵粉并且得到FeSO₄溶液，把金屬混合物放入足量的稀硫酸并過濾即可．所以，溶液Y是H₂SO₄，反應(yīng)的方程式是：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（3）解：設(shè)樣品中銅的質(zhì)量為x
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65             2
10g          0.10g

65

10g

=

2

0.10g

    x=3.25g
故銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

10g-3.25g

10g

×100%=67.5%
故答案為：（1）見上表；（2）①難溶；②鐵，F(xiàn)e+CuSO₄=FeSO₄+Cu；稀硫酸；Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（3）解：設(shè)樣品中銅的質(zhì)量為x
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65             2    
10g          0.10g

65

10g

=

2

0.10g

    x=3.25g
故銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

10g-3.25g

10g

×100%=67.5%
答：樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為67.5%．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查有關(guān)金屬活動(dòng)性順序的運(yùn)用及有關(guān)化學(xué)方程式的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算，難度不大，解題的關(guān)鍵是熟練運(yùn)用金屬活動(dòng)性順序及尋找已知量和未知量，按照規(guī)范的步驟解題．