Question

（2013?江寧區(qū)二模）某金屬冶煉廠的管道煙泥中含有炭黑及金屬銅、鋅、硫．綜合實(shí)踐活動(dòng)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了從管道煙泥中回收金屬銅并利用廢氣中的二氧化硫制備硫酸的實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)過程如圖所示：

請(qǐng)回答：
（1）步驟①中，過濾操作使用了玻璃棒，其作用是

引流

；如何確定硫酸已經(jīng)過量

取少量濾液放入試管內(nèi)，向試管內(nèi)加入鋅粒，如果有氣泡產(chǎn)生，說明加入的硫酸是過量的，如果沒有氣泡產(chǎn)生，說明硫酸沒有過量

．
（2）步驟④中，所加入的金屬X與Zn的活動(dòng)性順序是Zn＞X，金屬X具有廣泛用途，X是

Fe

，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式

CuSO₄+Fe═Cu+FeSO₄

．
（3）除去不純銅中的雜質(zhì)金屬X，可選用的試劑或用品有

abd

（填標(biāo)號(hào)）．
a．磁鐵    b．稀鹽酸   c．蒸餾水    d．氯化銅溶液．
（4）將分離出的SO₂通過下列碘循環(huán)工藝過程既能制H₂SO₄，又能制取H₂，其流程如下：

試寫出反應(yīng)器、膜反應(yīng)器中的化學(xué)反應(yīng)方程式

SO₂+2H₂O+I₂═H₂SO₄+2HI

、

2HI

500℃  .

H₂+I₂

．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)過濾中玻璃棒的引流作用分析判斷，依據(jù)硫酸過量時(shí)濾液中會(huì)含有硫酸，再根據(jù)金屬與酸反應(yīng)生成氫氣進(jìn)行分析判斷；（2）依據(jù)金屬活動(dòng)性順序結(jié)合金屬X具有廣泛用途分析該金屬是鐵，并得到相關(guān)的方程式；（3）依據(jù)鐵銅的性質(zhì)對(duì)兩者進(jìn)行分離即可；（4）根據(jù)化學(xué)方程式的書寫方法考慮本題．

解答：解：（1）在過濾操作中玻璃棒起到引流的作用，以防止液體飛濺，由于鋅的活動(dòng)性在氫前，銅的活動(dòng)性在氫后，所以銅鋅混合物與稀硫酸反應(yīng)時(shí)，銅不能參與反應(yīng)，碳也不能反應(yīng)，而鋅與稀硫酸反應(yīng)會(huì)生成硫酸鋅，所以過濾時(shí)濾液是硫酸鋅，固體A是銅與炭黑的混合物，如果加入的硫酸過量時(shí)，濾液中會(huì)含有硫酸，所以取少量濾液放入試管內(nèi)，向試管內(nèi)加入鋅粒，如果有氣泡產(chǎn)生，說明加入的硫酸是過量的，如果沒有氣泡產(chǎn)生，說明硫酸沒有過量；
（2）經(jīng)過步驟②碳加熱生成二氧化碳，銅加熱生成氧化銅，氧化銅經(jīng)步驟③轉(zhuǎn)化成硫酸銅的溶液，硫酸銅加過量的x銅說明x的活動(dòng)性比銅強(qiáng)，由條件金屬X與Zn的活動(dòng)性順序是Zn＞X，金屬X具有廣泛用途知X是金屬鐵，反應(yīng)是鐵與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)，反應(yīng)物是鐵與硫酸銅寫在等號(hào)的左邊，生成物是銅和硫酸亞鐵，寫在等號(hào)的右邊，所以方程式為：CuSO₄+Fe═Cu+FeSO₄；
（3）經(jīng)過以上過程所得的不純的銅是銅與未反應(yīng)的鐵粉，用磁鐵吸引鐵，不能吸引銅，所以能分離，鐵和氯化銅反應(yīng)生成銅和氯化亞鐵，銅與氯化銅不反應(yīng)，所以也能分離，加稀鹽酸時(shí)銅不能反應(yīng)而鐵能，因此能分離兩者，而采用蒸餾水不能分離兩者；
（4）反應(yīng)器中的反應(yīng)物是水、二氧化硫、碘，生成物是硫酸和碘化氫，根據(jù)觀察法配平即可，所以方程式是：SO₂+2H₂O+I₂═H₂SO₄+2HI；膜反應(yīng)器中的反應(yīng)物是碘化氫生成物是碘和氫氣，用觀察法配平即可，所以方程式是：2HI

500℃  .

H₂+I₂．
故答案為：（1）引流；取少量濾液放入試管內(nèi)，向試管內(nèi)加入鋅粒，如果有氣泡產(chǎn)生，說明加入的硫酸是過量的，如果沒有氣泡產(chǎn)生，說明硫酸沒有過量；（2）Fe；CuSO₄+Fe═Cu+FeSO₄；（3）a、b、d；（4）SO₂+2H₂O+I₂═H₂SO₄+2HI；2HI

500℃  .

H₂+I₂

點(diǎn)評(píng)：此題是一道常規(guī)的資源回收題，解題的方法是對(duì)設(shè)計(jì)方案所涉及的化學(xué)反應(yīng)要能明確，并進(jìn)而對(duì)反應(yīng)物生成物作出判斷，此題屬基礎(chǔ)性回收實(shí)驗(yàn)題．