Question

某化學興趣小組利用課余時間在實驗室進行如下兩個探究實驗：
探究一：利用廢水回收銅，制備硫酸亞鐵晶體．
（1）紅色固體是

Cu

；溶液乙中溶質是

硫酸鋁和硫酸亞鐵或Al₂（SO₄）₃、FeSO₄

．
（2）寫出步驟①的化學方程式：

Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄

；
探究二：某硫酸亞鐵晶體（FeSO₄?xH₂O）熱分解研究
該興趣小組同學稱取ag硫酸亞鐵晶體樣品按如圖所示高溫加熱，使其完全分解，對所得產物進行探究．
（3）①裝置B中硫酸銅粉末變藍，說明產物中有

水或H₂O

，裝置C中高錳酸鉀溶液褪色，說明產物中還有

二氧化硫或SO₂

．②硫酸亞鐵晶體完全分解后裝置A中固體呈紅棕色，放入足量稀鹽酸，固體全部溶解，得到黃色溶液，則裝置A中紅棕色固體是

氧化鐵或Fe₂O₃

．
③D裝置中球形干燥管的作用是

防止液體倒吸

，氫氧化鈉溶液的作用是

吸收SO₂氣體，防止污染空氣

．

Answer 1

分析：探究一：為回收廢水中的銅，可以使用活動性比銅活潑的金屬比如鐵將其置換出來；然后依據反應流程圖分析所加入的金屬和生成物，寫出反應方程式；
探究二：①無水硫酸銅白色粉末遇水變藍，故常用來檢驗水的存在，二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色；
②根據反應前后元素的種類不變及紅棕色固體可與稀鹽酸反應生成黃色溶液分析解答；
③硫酸亞鐵分解生成的二氧化硫能造成空氣污染，可以使用氫氧化鈉溶液將其除去．

解答：解：探究一：
（1）廢水中含有的硫酸銅加入過量A后得到的固體甲中含有銅和該金屬，銅在氫后，與稀硫酸不反應，固體甲中的過量金屬與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵，說明加入的金屬是鐵．
鐵與硫酸銅反應生成硫酸亞鐵和銅，鐵在鋁的后面，不能與硫酸鋁反應，所以溶液乙中的溶質是硫酸鋁和硫酸亞鐵；由于鐵過量，所以固體甲中含有鐵和銅，加入硫酸與鐵反應而銅不反應，所以紅色固體為銅；
故答案為：Cu；硫酸鋁和硫酸亞鐵或Al₂（SO₄）₃、FeSO₄；
（2）向廢水中加入鐵可以與硫酸銅反應生成硫酸亞鐵和銅；
故答案為：Fe+CuSO₄═Cu+FeSO_4；
（3）探究二：
①無水硫酸銅白色粉末遇水變藍，二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色，所以根據題意可知，硫酸亞鐵晶體分解生成水和二氧化硫；
故答案為：水或H₂O；二氧化硫或SO_2；
②硫酸亞鐵晶體分解生成水和二氧化硫及紅棕色固體，且紅棕色固體放入足量稀鹽酸，固體全部溶解，得到黃色溶液，說明該固體為氧化鐵；
故答案為：氧化鐵或Fe₂O₃；
③把球形干燥管插入氫氧化鈉溶液中的作用是防止液體倒吸，反應生成的二氧化硫是空氣污染氣體，可以使用氫氧化鈉溶液將其吸收；
故答案為：防止液體倒吸；吸收SO₂氣體，防止污染空氣．

點評：本題是一道實驗探究題，能較好的考查學生分析和解決問題的能力，考查了常見金屬的性質以及某些鹽的性質，解答時要依據題干提供信息，結合相關知識細心分析解答．