Question

（5分）某電鍍廠排放的污水中含有CuSO4、ZnSO4和FeSO4，為減少水污染及節(jié)約成本，回收重要原料硫酸鋅和有關金屬，設計如下圖所示流程。

請回答：
（1）步驟①的操作是  　，步驟③使用的方法是  　。
（2）固體A的成分是  　，固體B的成分是  　。
（3）步驟④中反應的化學方程式是  　。

Answer 1

（1）過濾  用磁鐵吸引 
（2）ZnSO4       Fe、Zn、Cu
（3）Zn + H2SO4 =" ZnSO4" + H2↑ （或Zn + CuSO4 =" ZnSO4" + Cu）

分析：在金屬活動性順序中，位置在前的金屬能將位于其后的金屬從其鹽溶液中置換出來，氫前的金屬能與酸發(fā)生置換反應生成氫氣，鐵能被磁鐵吸引，可以根據(jù)金屬與酸的反應和金屬與鹽溶液的反應來進行固體的分離．（1）由實驗過程圖可判斷，操作1完成后原混合物分成了固體和濾液兩部分；利用這一特點可判斷操作1為過濾操作；鋅、鐵、銅三種金屬單質(zhì)中，只有鐵能被磁鐵所吸起，因此使用磁鐵吸引后，三種上金屬分為兩組，一組為鐵粉另一組為銅粉和鋅粉的混合物；根據(jù)后面的實驗可判斷固體C為鐵粉；過量鋅粉與CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄混合溶液反應后所得溶液為ZnSO₄溶液，銅粉與鋅粉的混合物與足量稀硫酸反應后，所得溶液為ZnSO₄溶液；
（3）過量鋅粉與CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄混合溶液中的CuSO₄、FeSO₄都可以發(fā)生置換反應；加入足量稀硫酸，金屬混合粉末中的鋅粉可與稀硫酸發(fā)生置換反應．
解答：解：（1）操作1把混合物分離成固體和濾液，所以，操作1為過濾操作；利用磁鐵可以吸引鐵的特點，可判斷固體B、C為鐵粉或銅粉與鋅粉的混合物之一；由于固體B能與足量稀硫酸反應后可得到銅粉，可確定固體B為銅粉與鋅粉的混合物，而固體C為鐵粉．故答案為：過濾，用磁鐵吸引；
根據(jù)金屬活動性鋅＞鐵＞銅，向含有CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄的廢液加入過量的鋅粉，鐵、銅被置換出來，因此過濾后所得固體A中含有鐵、銅和未反應的鋅；
（2）固體B的成分是Fe、Zn、Cu，根據(jù)金屬的活動性鋅＞鐵＞氫＞銅，向CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄混合溶液中加入過量鋅粉后過濾，所得濾液為ZnSO₄溶液；把銅粉與鋅粉的混合物放入足量稀硫酸中充分反應后過濾，所得濾液為ZnSO₄溶液；故答案為：ZnSO₄，F(xiàn)e、Zn、Cu；
（3）過量的鋅粉與混合溶液中的硫酸銅反應，可置換出銅同時生成硫酸鋅；與混合溶液中的硫酸亞鐵反應，可置換出鐵同時生成硫酸鋅；銅粉與鋅粉的混合物中的鋅粉能與稀硫酸發(fā)生置換反應生成硫酸鋅和氫氣；故答案為：Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu（或Zn+FeSO₄=ZnSO₄+Fe）；Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂．