问题标题:
【某电镀厂的废液含有硫酸铜、硝酸银以及无色可溶性杂质(假设杂质不参与反应),化学兴趣小组的同学欲除去杂质、得到硝酸铜和硝酸银的混合溶液,设计实验方案如下:(1)操作①中为】
问题描述:
某电镀厂的废液含有硫酸铜、硝酸银以及无色可溶性杂质(假设杂质不参与反应),化学兴趣小组的同学欲除去杂质、得到硝酸铜和硝酸银的混合溶液,设计实验方案如下:
(1)操作①中为了保证将废液中的铜和银全部转换出来,锌粉的量应该是___(填“少量”或“过量”);
(2)液体C中含有除水外的物质是___(填化学式);
(3)操作③中,将Ag、Cu固体与硝酸充分反应制得AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液,银与浓硝酸反应的化学方程式为Ag+2HNO3(浓)=AgNO3+NO2↑+H2O,请你模仿写出铜与浓硝酸反应的化学方程式___;
(4)实验开始前,甲同学在最初的废液中先只加入了m克的锌粉,充分的反应后___(填操作名称)、洗涤、烘干、称量固体B、发现仍然为m克,则下列说法正确的是___(填序号);
A.液体可能是无色
B.液体A中一定没有AgNO3
C.固体B中一定有红色固体
D.固体B的物质组成可能有3种情况
E.液体A中一定有Zn(NO3)2和Cu(NO3)2
F.若将得到的固体B继续进行操作②,发现无明显现象,则说明锌的量一定不足.
(5)乙同学分析实验设计后,提出:操作①不选用锌粉,而是选用___粉,不仅可以减少步骤、省略掉操作②,而且同样也能得到硝酸铜和硝酸银的溶液.
高雪强回答:
(1)锌能够置换出硝酸银中的银、硝酸铜中的铜,所以操作①中为了保证将废液中的铜和银全部置换出来,锌粉的量应该是过量;
(2)固体B中加入足量的稀硫酸后,锌会与硫酸反应生成硫酸锌和氢气,所以液体C中含有除水之外的物质是:ZnSO4、H2SO4;
(3)铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、水和二氧化氮,化学方程式为:Cu+4HNO3(浓)═Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;
(4)Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag,
65 216
Zn+Cu(NO3)2=Zn(NO3)2+Cu
65 64
通过化学方程式可以看出,每65份质量的锌会置换出216份质量的银,每65份质量的锌会置换出64份质量的铜,所以锌和硝酸银反应后,溶液质量减小,锌和硝酸铜反应后溶液质量增大,锌会先于硝酸银反应,再与硝酸铜反应,要从溶液中得到固体,需要过滤,所以加入了m克的锌粉,充分反应后过滤、洗涤、烘干、称量固体B,发现仍然为m克,所以锌既与硝酸银发生了反应,也与硝酸铜发生了反应,所以
A、锌与硝酸铜完全反应后,液体A可能是无色,故正确;
B、锌都与硝酸铜发生反应了,所以液体A中一定没有AgNO3,故正确;
C、固体B中一定有红色固体铜,故正确;
D、固体B中的物质组成可能是铜、银,锌、铜、银,所以有2种情况,故错误;
E、液体A中一定有Zn(NO3)2,可能有Cu(NO3)2,故错误;
F、若将得到的固体B继续进行操作②,发现无现象,则说明锌粉的量可能恰好完全反应,故错误.
故选:ABC;
(5)铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银,所以操作①不选用锌粉,而是选用铜粉,不仅可以减少步骤、省略掉操作②,而且同样也能得到硝酸铜和硝酸银混合溶液.
故答案为:(1)过量;(2)ZnSO4、H2SO4;(3)Cu+4HNO3(浓)═Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;(4)过滤;ABC;(5)铜.
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