《2025年经纶学典学霸九年级化学下册人教版》

7.（2024·毕节三模）垃圾是放错地方的资源，城市的废旧电器是一座“金属矿山”，某废旧电器中含有锌、铜、镍（Ni）三种金属，兴趣小组的同学为了从中回收金属铜和镍，做了如下探究。
已知：硫酸镍（化学式为NiSO4）能溶于水。
实验一：探究锌、铜、镍三种金属在溶液中的活动性强弱
【提出猜想】
（1）兴趣小组结合常见金属活动性顺序，提出了以下猜想。
猜想一：Zn＞Ni＞Cu；
猜想二：Zn＞Cu＞Ni；
猜想三：________。
【进行实验】
（2）兴趣小组进行了如下实验，请完成实验报告。
|实验步骤|取三支试管，分别向其中加入等质量、等浓度的稀硫酸，然后将大小、形状相同的锌、铜、镍三种金属片分别插入三支试管中|
|实验现象|锌片表面产生的气泡较快；镍片表面产生的气泡较慢；铜片无明显现象|
|解释与结论|猜想________正确。镍与稀硫酸反应的化学方程式是____________________|
实验二：从含有锌、铜、镍三种金属的废旧电器中回收铜和镍
【设计方案】
兴趣小组设计了如图所示的物质转化流程。

（3）步骤①中得到的A是________。步骤②中生成C的化学方程式是______________________________。
（4）现有n g粉碎分拣后的Zn、Cu、Ni与过量的稀硫酸反应，得到金属A的质量为2 g，求产生氢气的质量范围：____________________。
【反思评价】
（5）合理开发城市“金属矿山”的意义是______________________________（答一条）。

答案：
(1)$Ni＞Zn＞Cu$
(2)一 $Ni + H_{2}SO_{4}\xlongequal{\;\;}NiSO_{4} + H_{2}\uparrow$
(3)$Cu$ $Zn + NiSO_{4}\xlongequal{\;\;}ZnSO_{4} + Ni$
(4)$\frac{2(n - 2)}{65}g\sim\frac{2(n - 2)}{59}g$
(5)节约金属资源，减少对环境的污染(合理即可)
解析：
(1)由于锌的活动性比铜强，再结合其他猜想，则猜想三为$Ni＞Zn＞Cu$。
(2)根据现象可知，锌、镍均能与稀硫酸反应，铜不能与稀硫酸反应，且锌反应比镍快，则说明金属活动性顺序：$Zn＞Ni＞Cu$，即猜想一成立；镍与稀硫酸反应生成硫酸镍和氢气。
(3)锌、镍的活动性比氢强，铜的活动性比氢弱，加入过量的稀硫酸，锌、镍分别与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气、硫酸镍和氢气，铜不与稀硫酸反应，则金属A为铜，溶液B为硫酸锌、硫酸镍、硫酸；由于锌的活动性比镍的活动性强，锌与硫酸镍反应生成硫酸锌和镍。
(4)由上述分析，金属A为铜，则$Zn$、$Ni$质量之和为$(n - 2)g$，若锌的质量为$(n - 2)g$，设生成氢气的质量为x。
$Zn + H_{2}SO_{4}\xlongequal{\;\;}ZnSO_{4} + H_{2}\uparrow$
65 2
$(n - 2)g$ x
$\frac{65}{2}=\frac{(n - 2)g}{x}$
$x = \frac{2(n - 2)}{65}g$
若$Ni$的质量为$(n - 2)g$，设生成氢气的质量为y。
$Ni + H_{2}SO_{4}\xlongequal{\;\;}NiSO_{4} + H_{2}\uparrow$
59 2
$(n - 2)g$ y
$\frac{59}{2}=\frac{(n - 2)g}{y}$
$y = \frac{2(n - 2)}{59}g$
因为固体是$Zn$、$Ni$混合物，所以产生氢气的质量范围为$\frac{2(n - 2)}{65}g\sim\frac{2(n - 2)}{59}g$。