Question

为了防上污染，用黄铜矿（主要皮分是CuFeS₂及少量含Zn的化合物）炼铜时，将产生的废气、废液转换成工业原料，设计流程如下：

（1）已知步骤①为化合反应且反应前后各元素的化合价均不变，则X的化学式为_____。

（2）写出步骤②中反应的化学方程式_____。（任写一个）

（3）步骤③的操作是_____，固体B的化学式为_____。

（4）写出固体D的一种用途：_____，滤液a和b中相同溶质的名称为_____。

（5）若操作过程中物质的损失忽略不计，要生成2.8g B和3.2gD，则加入Zn的质量应大于_____g。

Answer

H2SO4 Zn+FeSO4=ZnSO4+Fe（或Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu） 用磁铁吸引 Fe 做导线 硫酸锌 6.5

【解析】

（1）步骤①是化合反应，三氧化硫和水反应，而且反应前后各个元素的化合价不变，则该反应为三氧化硫和水反应生成硫酸。硫酸和三氧化硫中，硫元素的化合价均为+6价。故答案为：H2SO4；

（2）步骤②中，锌和硫酸铜能反应生成硫酸锌和铜，锌和硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁，滤液a的溶质为硫酸锌。故答案为：Zn+FeSO4=ZnSO4+Fe（或Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu）；

（3）步骤③中为了分离铁和另外的锌、铜金属，可以用磁铁吸引。则固体B是铁，固体C是锌、铜。故答案为：用磁铁吸引、Fe；

（4）固体C是锌、铜，向其中加入X，即硫酸后，锌和硫酸反应生成硫酸锌，铜不反应。则固体D是金属铜，滤液b是硫酸锌溶液。滤液a、b共有的溶质为硫酸锌。故答案为：做导线、硫酸锌；

（5）固体B是铁，固体D是铜。则要生成2.8g的铁和3.2g的铜。根据锌和硫酸铜反应的方程式、锌和硫酸亚铁反应的方程式可知：每消耗65份质量的锌就会生成64份质量的铜，每消耗65份质量的锌就会56份质量的铁。则将数据代入后，通过计算可知，需要3.25g的锌能生成2.8g的铁，需要3.25g的锌能生成3.2g的铜，则至少需要6.5g的锌。故答案为：6.5。