Question

某金属冶炼厂的管道烟泥中含有炭黑及金属铜、锌、硫．综合实践活动小组的同学设计了从管道烟泥中回收金属铜并利用废气中的二氧化硫制备硫酸的实验方案，实验过程如图所示：

请回答：

（1）步骤①中，过滤操作使用了玻璃棒，其作用是           ；如何确定硫酸已经过量          。

（2）步骤④中，所加入的金属X与Zn的活动性顺序是Zn＞X，金属X具有广泛用途，X是          ，有关反应的化学方程式          。

（3）除去不纯铜中的杂质金属X，可选用的试剂或用品有          （填标号）。

a．磁铁    b．稀盐酸   c．蒸馏水    d．氯化铜溶液．

（4）将分离出的SO₂通过下列碘循环工艺过程既能制H₂SO₄,又能制取H₂，其流程如下：

试写出反应器、膜反应器中的化学反应方程式          、           。

Answer

（10分）引流 ；取滤液B加入锌粒，有气泡产生，说明硫酸过量，答案合理即可

Fe ； Fe+CuSO4==FeSO4+Cu （2分）；  a b d

SO2+2H2O+I==H2SO4+2HI （2分）；  2HI==H2↑+I2（2分）

【解析】

试题分析：（1）在过滤操作中玻璃棒起到引流的作用，以防止液体飞溅，由于锌的活动性在氢前，铜的活动性在氢后，所以铜锌混合物与稀硫酸反应时，铜不能参与反应，碳也不能反应，而锌与稀硫酸反应会生成硫酸锌，所以过滤时滤液是硫酸锌，固体A是铜与炭黑的混合物；

（2）经过步骤②碳加热生成二氧化碳，铜加热生成氧化铜，氧化铜经步骤③转化成硫酸铜的溶液，硫酸铜加过量的x铜说明x的活动性比铜强，由条件金属X与Zn的活动性顺序是Zn＞X，金属X具有广泛用途知X是金属铁，反应是铁与硫酸铜发生置换反应，方程式为：CuSO4+Fe═Cu+FeSO4。

（3）经过以上过程所得的不纯的铜是铜与未反应的铁粉，铜附着在铁的表面，用磁铁吸引和加氯化铜时虽原理可行，但实际操作不易完成，而加稀盐酸时铜不能反应而铁能，因此能分离两者，而采用蒸馏水不能分离两者。

考点：金属的化学性质；过滤的原理、方法及其应用；酸的化学性质；碳的化学性质；书写化学方程式、文字表达式、电离方程式