Question

實驗室廢水任意排放會造成環(huán)境污染．某校實驗室中的廢水中含有大量的AgNO₃、Zn（NO₃）₂、Fe（NO₃）₂，該校實驗小組設計實驗從該廢水中回收銀，并得到副產品硫酸亞鐵晶體．實驗方案如下所示（實驗過程沒
有引入第四種金屬元素，廢液中只含一種陰離子）．回答問題：

（1）實驗室常用

 

的方法分離固體甲和廢液，該操作需要使用的儀器有

 

．
（2）固體甲中含有的物質是（填化學式）

 

．
（3）步驟①向廢水中加入過量的A．檢驗A是否過量的方法是

 

．
（4）廢液中溶質的化學式為

 

．

Answer 1

考點：金屬的化學性質,過濾的原理、方法及其應用

專題：金屬與金屬材料

分析：（1）將固體物質與液體物質分開的方法應是過濾，過濾時使用的儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒、鐵架臺（帶鐵圈）．
（2）若想從該廢水中回收銀，應利用金屬活動性順序，用活潑金屬將Ag從AgNO₃溶液中置換出來，且實驗過程中未引入其它的金屬元素，可知，加入的A物質應為Fe或Zn，若加入的是Fe，固體甲中應含有Fe和Ag，則不與FeSO₄溶液，不合題意．因此，加入的A物質應為Zn，則固體甲中應含有被Zn置換出來的Fe和Ag，還有剩余的Zn．
（3）檢驗Zn是否過量的方法，可用繼續(xù)加入Zn，看Zn粒表面是否有固體析出的方法．
（4）考慮鋅與AgNO₃、Fe（NO₃）₂反應的產物．

解答：解：
根據(jù)轉化關系可以看出，由于后期的鐵和銀都是丙和甲中，所以應該是加入了活潑金屬將以上兩金屬置換為單質，所以加入的A為鋅．由于鋅是過量的，所以需要將之出去，所以可以加入過量的硫酸亞鐵，這樣不會引入新的雜質．這樣剩余的硫酸亞鐵和生成的硫酸鋅進入了溶液丁，而固體丙為鐵和銀的混合物，所以適量硫酸就可以實現(xiàn)鐵的轉化，且得到純凈的銀．
（1）分離固體甲和溶液乙的方法用過濾，過濾時使用的儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒、鐵架臺（帶鐵圈）．
（2）由題意知：加入的A物質應為Zn，則固體甲中應含有被Zn置換出來的Fe和Ag，還有剩余的Zn．
（3）若A不過量，則溶液中可能有未反應的AgNO₃或Fe（NO₃）₂，再加入鋅粒應繼續(xù)反應，鋅粒上有固體析出；若A已過量，則溶液中沒有AgNO₃或Fe（NO₃）₂，再加入鋅粒不能繼續(xù)反應，鋅粒上沒有固體析出．
（4）因為鋅與AgNO₃、Fe（NO₃）₂反應的產物都為Zn（NO₃）₂，故廢液中溶質的化學式為Zn（NO₃）₂
故答案為：
（1）過濾；燒杯、漏斗、玻璃棒、鐵架臺（帶鐵圈）；
（2）Ag、Fe、Zn
（3）取少量上層清液，加入少量鋅粒，若鋅粒上有固體析出，則A不過量；若鋅粒上無固體析出，則A過量．
（4）Zn（NO₃）₂

點評：本題考查了金屬活動性順序與置換反應和過濾的原理及過濾時使用的儀器等，要記住鋅、鐵、銀的活動性，并學會從實驗方案圖中提煉有用的信息．