Question

某�；瘜W實驗室廢液桶中收集了溶解大量FeSO₄、CuSO₄的廢水，若直接排放到下水道不僅造成重金屬污染而且造成浪費．九年級（1）的同學，準備運用剛學到的“常見金屬活動性順序表”結合其他有關化學知識對廢水進行處理．
（1）復習常見金屬活動順序表，在如圖1空格中分別填入對應的元素符號．
（2）設計除去銅離子，回收硫酸亞鐵晶體和銅的實驗方案（如圖2），討論有關問題：

①廢水中加入金屬X前需進行過濾，目的是將其中

 

性雜質除去．
②金屬X是

 

，其加入廢水后發(fā)生反應的化學方程式為

 

；溶液Y是

 

，利用其除去銅中雜質，有關反應的化學反應方程式為

 

．
（3）為了測定黃銅（銅、鋅合金）的組成，某研究性學習小組稱取該樣品10g，向其中逐滴加入9.8%的稀硫酸溶液至剛好不再產生氣體為止．反應過程中生成的氣體與所用硫酸溶液的質量關系如圖3所示，試計算：樣品中銅的質量分數．

Answer 1

考點：金屬活動性順序及其應用,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式,根據化學反應方程式的計算

專題：金屬與金屬材料,綜合計算（圖像型、表格型、情景型計算題）

分析：（1）根據金屬活動性順序表的內容，在空格中填入金屬元素的符號；
（2）①根據過濾的使用范圍分析；
②由于目的是獲得銅單質和硫酸亞鐵，所以需要將銅離子轉化為銅單質，而溶液中需要的是硫酸亞鐵而不能引入新的雜質，所以加入的能夠將銅離子轉化為銅單質的只能是單質鐵；由于加入的鐵是過量的，需要加入過量稀硫酸除去銅中的鐵．據此分析回答；
（3）根據鋅與硫酸反應的化學方程式，由圖中最多生成的氫氣質量0.10g，可以計算出參加反應的鋅的質量，進而計算出樣品中銅的質量分數．

解答：解：（1）由金屬活動性順序表的內容可知，介于Zn、Sn之間的是Fe；介于H、Hg之間的是Cu；介于Hg、Pt之間的是Ag．故填入下表如下：
（2）①過濾是將難溶性（或不溶性）固體從溶液中分離出來的操作；
②為回收廢液中的Cu²⁺，需加入活動性在銅前面的金屬進行置換，但要得到較為純凈FeSO₄的溶液，只能向廢液中加入過量的鐵粉與硫酸銅發(fā)生置換反應，生成物中只有硫酸亞鐵，加入其它金屬溶液中又混有其它溶質．所以，金屬X是Fe，反應的化學方程式為：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu．由于有過量鐵粉，為除去混在銅粉里的鐵粉并且得到FeSO₄溶液，把金屬混合物放入足量的稀硫酸并過濾即可．所以，溶液Y是H₂SO₄，反應的方程式是：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（3）解：設樣品中銅的質量為x
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65             2
10g          0.10g

65

10g

=

2

0.10g

    x=3.25g
故銅的質量分數=

10g-3.25g

10g

×100%=67.5%
故答案為：（1）見上表；（2）①難溶；②鐵，Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；稀硫酸；Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（3）解：設樣品中銅的質量為x
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65             2    
10g          0.10g

65

10g

=

2

0.10g

    x=3.25g
故銅的質量分數=

10g-3.25g

10g

×100%=67.5%
答：樣品中銅的質量分數為67.5%．

點評：本題主要考查有關金屬活動性順序的運用及有關化學方程式的質量分數的計算，難度不大，解題的關鍵是熟練運用金屬活動性順序及尋找已知量和未知量，按照規(guī)范的步驟解題．