Question

某化学实验小组实验结束时，将含有CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄的废液倒在废液缸里，为回收有关金属和盐，同学们设计了如下实验方案：

试回答：

（1）操作1是__，固体A的成分__，固体C是__，滤液1和滤液2中溶质相同，该溶质是__．

（2）加入物质a必须过量的原因是__．

（3）要检验加入的稀硫酸是否足量的方法是__．

（4）若实验过程中的物质损失可以忽略，最终所得硫酸锌的质量__（填“＞”、“＜”或“=”）原废液中硫酸锌的质量．要计算该废液中硫酸铜质量，必须要称量__ 的质量．

Answer

过滤 Cu、Zn、Fe 铁粉 ZnSO4 将废液中的Cu2+和Fe2+全部置换出来 取步骤④的滤渣于试管中，加入少量稀硫酸，若有气泡产生，则酸不足量（或若无气泡产生，则酸已足量） ＞ 固体D（或铜）

【解析】由题意和实验方案可知该实验的目的是回收金属铁、铜和硫酸锌，故加入的a是金属锌；为了使铁和铜完全置换出来，故加入的锌要过量：锌和硫酸铜反应能生成硫酸锌和铜，锌和硫酸亚铁反应能生成硫酸锌和铁，故固体A是铜、铁和锌，滤液1是硫酸锌；铁能被磁铁吸引，故固体C是铁，那么固体B是锌和铁的混合物；向锌和铜的混合物中加入稀硫酸，稀硫酸能与锌反应生成硫酸锌和氢气，铜不能反应，故通过过滤可分别得到铜，那么滤液2是硫酸锌。（1）通过操作1分别得到了固体和液体，故操作1是过滤；锌能将硫酸铜中的铜、硫酸亚铁中的铁置换出来，由于加入的锌是过量的，故固体A是铜、铁和锌的混合物；铁能被磁铁吸引，故固体C是铁；锌和硫酸铜反应能生成硫酸锌和铜，锌和硫酸亚铁反应能生成硫酸锌和铁，故滤液1中的溶质是硫酸锌；稀硫酸能与锌反应生成硫酸锌和氢气，故滤液2 的溶质是硫酸锌，即滤液1和滤液2中溶质相同均是硫酸锌；（2）步骤①中锌粉必须过量的原因是：将废液中的Cu2+和Fe2+全部置换出来；（3）加入稀硫酸的目的是将铜锌混合物中的锌除去，故检验加入的稀硫酸是否足量的方法是取步骤④的滤渣于试管中，加入少量稀硫酸，若有气泡产生，则酸不足量；（4）若实验过程中的物质损失忽略，因为锌与硫酸铜反应生成铜和硫酸锌，锌与硫酸亚铁反应生成铁和硫酸锌，生成了很多的硫酸锌，最终所得硫酸锌的质量大于原废液中硫酸锌的质量；要计算该废液中硫酸铜质量，必须要称量铜的质量，利用化学方程式，根据铜与硫酸铜的质量比即可计算出硫酸铜的质量。