Question

化學實驗課上老師要求分組除去鐵制品和銹銅幣表面的銹層并對廢液進行處理．請你參與并回答相關問題．
實驗一：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．一段時間后，②銹層完全消失，鐵器表面有細小氣泡產生，③黃色溶液逐漸變為淺綠色．
現象①發生的化學反應方程式為：______，②中鐵器表面的氣泡是______；大家對現象③不理解，老師補充說明了，金屬鐵具有還原性，能將正三價的鐵離子還原成亞鐵離子．
乙組：在銹銅錢中加入適量稀硫酸．觀察到①綠色銹層很快消失，同時產生大量氣泡，溶液變成藍色．②將氣體收集，通入澄清石灰水，石灰水變渾濁．由此，小軍等同學推斷，綠色銹層中肯定含有的元素有______．
實驗二：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資源．小組討論后設計了如下除去銅離子，回收硫酸亞鐵晶體和銅的實驗方案：

請完成下列有關問題：
（1）廢水在加入金屬X前需進行過濾，目的是將其中______性雜質除去．
（2）金屬X是______，其加入廢水后發生反應的化學方程式為______；溶液Y是______，利用其除去銅中雜質，有關反應的化學方程式為______．
（3）從濾液中獲取硫酸亞鐵晶體的操作方法是______．

Answer 1

【答案】分析：實驗一：鐵銹的主要成分為氧化鐵，可以和酸反應，同時金屬鐵也可以和酸反應，可以據此解答；而根據實驗現象結合質量守恒定律可以完成對銅銹成分的推斷；
實驗二：（1）根據過濾操作的作用來解答；
（2）結合題給條件及圖框信息可知：加入金屬X得到了銅，可以判斷金屬X為鐵，加入溶液Y后得到了銅，可以判斷加入的Y為稀硫酸；
（3）從溶液中獲取晶體一般都是通過結晶的方法來獲取，可以據此解答．
解答：解：實驗一：根據實驗現象可以知道：溶液變成黃色，鐵銹逐漸消失可以判斷發生的反應為氧化鐵和稀硫酸的反應，它們反應的化學方程式分別為：Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；一段時間后銹層完全消失，鐵器表面有細小氣泡產生，說明此時過量的硫酸和鐵發生反應生成了氫氣；而將銅銹加入稀鹽酸中產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，所以根據質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；
實驗二：（1）過濾操通常是用來分離不溶性固體和液體的一種方法；
（2）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，根據題干要求及廢水中的成分并結合最后得到對物質為硫酸亞鐵晶體，可以判斷金屬X為鐵，加入溶液Y后得到了銅，可以判斷加入的Y為稀硫酸；
（3）從溶液中獲取晶體一般都是通過結晶的方法來獲取．
故答案為：
實驗一：Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O； 氫氣；銅元素、碳元素和氧元素；
實驗二：（1）不溶；
（2）Fe（或鐵）；Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；稀硫酸；Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；
（3）結晶（或蒸發結晶或冷卻結晶）．
點評：想解答好這類題目，首先，要理解和熟記酸的化學性質、用途、反應現象和化學方程式，以及與之相關的知識．然后，根據所給的實驗、問題情景或圖表信息等，結合所學的相關知識和技能，以及自己的生活經驗所得，細致地分析題意（或實驗、圖表信息）等各種信息資源，聯系起來綜合分析，并細心地探究、推理后，按照題目要求進行認真地選擇或解答即可．