Question

化學(xué)實(shí)驗(yàn)課上老師要求分組除去鐵制品和銹銅幣表面的銹層并對(duì)廢液進(jìn)行處理。請(qǐng)你參與并回答相關(guān)問題。

(1)實(shí)驗(yàn)一：表面除銹

甲組：將銹鐵器放入適量稀硫酸中，微熱。觀察到①溶液變成黃色，鐵銹逐漸消失。一段時(shí)間后，②銹層完全消失，鐵器表面有細(xì)小氣泡產(chǎn)生，③黃色溶液逐漸變?yōu)闇\綠色。

a)   現(xiàn)象①發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為：______ _____，

b)   ②中鐵器表面的氣泡是什么氣體__     _；

c)   大家對(duì)現(xiàn)象③不理解，老師提示大家：金屬單質(zhì)鐵和銅都可以將+3價(jià)的鐵元素轉(zhuǎn)變?yōu)?2價(jià)鐵元素，其中銅發(fā)生的反應(yīng)過程為2FeCl₃+Cu  → 2FeCl₂ + CuCl₂ 。

請(qǐng)你根據(jù)老師的提示推測(cè)產(chǎn)生現(xiàn)象③的原因             。（只寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式）

乙組：（1）在銹銅錢中加入適量稀硫酸。觀察到①綠色銹層很快消失，同時(shí)產(chǎn)生大量氣泡，溶液變成藍(lán)色 。②將氣體收集，通入澄清石灰水，石灰水變渾濁。由此，小軍等同學(xué)推斷，綠色銅銹層中肯定含有的元素有___ ______。

(2)實(shí)驗(yàn)二：廢液回收

廢液桶中收集了溶有大量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浪費(fèi)資源。小組討論后設(shè)計(jì)了如下回收硫酸亞鐵晶體和銅的實(shí)驗(yàn)方案：

 

請(qǐng)完成下列有關(guān)問題：

①  金屬X是        ，其加入廢水后發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為                    ；

利用溶液Y除去銅中雜質(zhì)，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為             。

 

Answer 1

【答案】

甲組 Fe₂0₃ + 3H₂SO₄ == Fe₂(SO₄)₃+3H₂O   ,H₂  , Fe₂(SO₄)₃ + Fe == 3FeSO₄

乙組：（1）碳元素，銅元素

（2）Fe  ,  Fe +CuSO₄ ==FeSO₄ +Cu,  Fe+ H₂SO₄==H₂↑+FeSO₄

【解析】實(shí)驗(yàn)一：1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以知道：溶液變成黃色，鐵銹逐漸消失可以判斷發(fā)生的反應(yīng)為氧化鐵和稀硫酸的反應(yīng)，它們反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為：

Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；

2）一段時(shí)間后銹層完全消失，鐵器表面有細(xì)小氣泡產(chǎn)生，說明此時(shí)過量的硫酸和鐵發(fā)生反應(yīng)生成了氫氣；

3）根據(jù)信息，金屬單質(zhì)鐵可以將+3價(jià)的鐵元素轉(zhuǎn)變?yōu)?2價(jià)鐵元素，所以溶液由黃色逐漸變?yōu)闇\綠色，故方程式為：Fe+Fe₂（SO₄）₃=3FeSO₄；

而將銅銹加入稀硫酸中看到①綠色銹層很快消失，溶液變成藍(lán)色，說明是硫酸銅的溶液；②產(chǎn)生了使澄清石灰水變渾濁的氣體，可以判斷該氣體為二氧化碳，所以根據(jù)質(zhì)量守恒定律可以判斷銅銹中含有的元素為：Cu、C、O三種元素；

實(shí)驗(yàn)二：（1）從圖框中可以知道，向廢液中加入過量的金屬X得到了不純的銅，根據(jù)題干要求及廢水中的成分并結(jié)合最后得到對(duì)物質(zhì)為硫酸亞鐵晶體，可以判斷金屬X為鐵；（2）加入溶液Y后將過量的鐵和銅分離得到了銅，可以判斷加入的Y為稀硫酸。