题目
某学校化学课外活动小组的同学欲以某含有较多ZnSO4、CuSO4和少量难溶性Cu2（OH）2CO3的固体废料为原料制备单质铜及ZnSO4•7H2O，他们设计如图制备流程。试剂X-|||-试剂X 试剂Y Cu-|||-固体C 操作II-|||-废料 溶液A 操作I 溶液D 操作III |ZnSO4·7H2O-|||-溶液B回答下列问题：（1）试剂X是 ____ （填名称），试剂X与废料反应的离子方程式为 ____ 。（2）试剂Y是 ____ （填化学式），试剂Y与溶液A反应生成固体的离子方程式为 ____ 。（3）在实验室进行操作Ⅰ所用玻璃仪器有烧杯、 ____ 。向固体C中加入试剂X的目的是 ____ 。（4）若某次实验所用废料为mg，试剂Y为13g，最终得到114.8gZnSO4•7H2O晶体（忽略各流程中锌的损失），则原废料中ZnSO4的质量分数是 ____ %（用含m的代数式表示）。
某学校化学课外活动小组的同学欲以某含有较多ZnSO4、CuSO4和少量难溶性Cu2（OH）2CO3的固体废料为原料制备单质铜及ZnSO4•7H2O，他们设计如图制备流程。
回答下列问题：
（1）试剂X是 ____ （填名称），试剂X与废料反应的离子方程式为 ____ 。
（2）试剂Y是 ____ （填化学式），试剂Y与溶液A反应生成固体的离子方程式为 ____ 。
（3）在实验室进行操作Ⅰ所用玻璃仪器有烧杯、 ____ 。向固体C中加入试剂X的目的是 ____ 。
（4）若某次实验所用废料为mg，试剂Y为13g，最终得到114.8gZnSO4•7H2O晶体（忽略各流程中锌的损失），则原废料中ZnSO4的质量分数是 ____ %（用含m的代数式表示）。
回答下列问题：
（1）试剂X是 ____ （填名称），试剂X与废料反应的离子方程式为 ____ 。
（2）试剂Y是 ____ （填化学式），试剂Y与溶液A反应生成固体的离子方程式为 ____ 。
（3）在实验室进行操作Ⅰ所用玻璃仪器有烧杯、 ____ 。向固体C中加入试剂X的目的是 ____ 。
（4）若某次实验所用废料为mg，试剂Y为13g，最终得到114.8gZnSO4•7H2O晶体（忽略各流程中锌的损失），则原废料中ZnSO4的质量分数是 ____ %（用含m的代数式表示）。
题目解答
答案
（1）X是酸，用于和碱式碳酸铜反应，根据目标产物，酸的阴离子为硫酸根、不能引入其它阴离子，则试剂X是稀硫酸，试剂X与废料的反应，为其中所含的碱式碳酸铜和硫酸的反应，生成二氧化碳、水和硫酸铜，离子方程式为$C{u}_{2}（OH）_{2}C{O}_{3}+\;4{H}^{^{+}}=\;2C{u}^{2+}+\;C{O}_{2}↑\;+\;3{H}_{2}O$。
（2）试剂Y用于和硫酸铜发生置换反应得到铜、根据最终得到硫酸锌晶体，则试剂Y为Zn，试剂Y 与溶液A反应生成固体的离子方程式为Zn+Cu2+=Zn2++Cu。
（3）操作Ⅰ为过滤，所用玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗。据分析，向固体C中加入试剂X的目的是除去固体 C 中过量的 Zn。
（4）方法1：最终得到 114.8gZnSO4•7H2O晶体（忽略各流程中锌的损失），其中锌元素的质量为$\frac{65}{287}×114.8g$，试剂Y为13 g，按锌元素守恒，原料中所含锌元素为$（\frac{65}{287}×114.8-13）g$，原废料中 ZnSO4的质量为 $\frac{161}{65}×（\frac{65}{287}×114.8-13）g$，则原废料中 ZnSO4的质量分数是：$\frac{\frac{161}{65}×（\frac{65}{287}×114.8-13）g}{mg}×100%=\frac{32.2}{m}×100%=\frac{3220}{m}%$。
方法2：最终得到 114.8gZnSO4•7H2O晶体（忽略各流程中锌的损失），其中硫酸锌晶体的物质的量为$\frac{114.8\;g}{287g/mol}=0.4mol$，试剂Y为13 g，即加入锌的物质的量为$\frac{13\;g}{65g/mol}=0.2mol$，按锌元素守恒，原料中所含ZnSO4为0.2 mol，原废料中 ZnSO4的质量为 161g/mol×0.2mol=32.2g，则原废料中 ZnSO4的质量分数是：$\frac{32.2}{m}×100%=\frac{3220}{m}%$。
（2）试剂Y用于和硫酸铜发生置换反应得到铜、根据最终得到硫酸锌晶体，则试剂Y为Zn，试剂Y 与溶液A反应生成固体的离子方程式为Zn+Cu2+=Zn2++Cu。
（3）操作Ⅰ为过滤，所用玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗。据分析，向固体C中加入试剂X的目的是除去固体 C 中过量的 Zn。
（4）方法1：最终得到 114.8gZnSO4•7H2O晶体（忽略各流程中锌的损失），其中锌元素的质量为$\frac{65}{287}×114.8g$，试剂Y为13 g，按锌元素守恒，原料中所含锌元素为$（\frac{65}{287}×114.8-13）g$，原废料中 ZnSO4的质量为 $\frac{161}{65}×（\frac{65}{287}×114.8-13）g$，则原废料中 ZnSO4的质量分数是：$\frac{\frac{161}{65}×（\frac{65}{287}×114.8-13）g}{mg}×100%=\frac{32.2}{m}×100%=\frac{3220}{m}%$。
方法2：最终得到 114.8gZnSO4•7H2O晶体（忽略各流程中锌的损失），其中硫酸锌晶体的物质的量为$\frac{114.8\;g}{287g/mol}=0.4mol$，试剂Y为13 g，即加入锌的物质的量为$\frac{13\;g}{65g/mol}=0.2mol$，按锌元素守恒，原料中所含ZnSO4为0.2 mol，原废料中 ZnSO4的质量为 161g/mol×0.2mol=32.2g，则原废料中 ZnSO4的质量分数是：$\frac{32.2}{m}×100%=\frac{3220}{m}%$。