Question

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：

請回答：
（1）步驟①中，過濾操作使用了玻璃棒，其作用是           ；如何確定硫酸已經(jīng)過量          。
（2）步驟④中，所加入的金屬X與Zn的活動性順序是Zn＞X，金屬X具有廣泛用途，X是          ，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式          。
（3）除去不純銅中的雜質(zhì)金屬X，可選用的試劑或用品有          （填標(biāo)號）。
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          、           。

Answer 1

（10分）引流 ；取濾液B加入鋅粒，有氣泡產(chǎn)生，說明硫酸過量，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）

試題分析：（1）在過濾操作中玻璃棒起到引流的作用，以防止液體飛濺，由于鋅的活動性在氫前，銅的活動性在氫后，所以銅鋅混合物與稀硫酸反應(yīng)時，銅不能參與反應(yīng)，碳也不能反應(yīng)，而鋅與稀硫酸反應(yīng)會生成硫酸鋅，所以過濾時濾液是硫酸鋅，固體A是銅與炭黑的混合物；
（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的活動性比銅強(qiáng)，由條件金屬X與Zn的活動性順序是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)，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，銅附著在鐵的表面，用磁鐵吸引和加氯化銅時雖原理可行，但實(shí)際操作不易完成，而加稀鹽酸時銅不能反應(yīng)而鐵能，因此能分離兩者，而采用蒸餾水不能分離兩者。
點(diǎn)評：此題是一道常規(guī)的資源回收題，解題的方法是對設(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。