Question

11．興趣小組的同學從實驗室中手機一桶含有FeSO₄、CuSO₄的廢液．他們想從中回收金屬銅和硫酸亞鐵晶體，設計了如圖方案：
①金屬A的成分鐵、銅，金屬B的主要成分銅
②X是什么物質(zhì)鐵（填名稱）．為何要加入過量的X把銅全部置換出來
③寫出Ⅰ中有關反應的化學方程式Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄
④Ⅱ中有關反應的化學方程式Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
④有同學在步驟Ⅰ中X能否改用鎂的問題上產(chǎn)生了分歧．請你也參與他們的討論，表明觀點，并說明理由因為鎂會把鐵、銅都置換出來，引入雜質(zhì)硫酸鎂晶體．

Answer 1

分析 ①根據(jù)加入的X的量及X與硫酸銅的反應分析圖中“金屬混合物”的成分，根據(jù)實驗操作的目的是回收金屬銅和硫酸亞鐵晶體進行分析；
②根據(jù)除雜時要注意“除去雜質(zhì)，不引入新的雜質(zhì)”的原則，因此應該加入鐵，不會引人新的雜質(zhì)進行分析；
③根據(jù)鐵會與硫酸銅反應生成硫酸亞鐵和銅進行分析；
④根據(jù)鐵會與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣進行分析；
⑤根據(jù)實驗目的是要除去硫酸亞鐵中硫酸銅雜質(zhì)，在除雜時要注意“除去雜質(zhì)，不引入新的雜質(zhì)”的原則進行分析．

解答 解：①由題意可知，要得到硫酸亞鐵晶體，應向FeSO₄、CuSO₄的廢液中加入鐵，實驗操作的目的是回收金屬銅和硫酸亞鐵晶體，所以金屬B的主要成分是銅；
②除雜時要注意“除去雜質(zhì)，不引入新的雜質(zhì)”的原則，因此應該加入鐵，不會引人新的雜質(zhì)，加入過量的X目的是：把銅全部置換出來；
③鐵會與硫酸銅反應生成硫酸亞鐵和銅，化學方程式為：Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄；
④鐵會與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，化學方程式為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
⑤由實驗目的是要除去硫酸亞鐵中硫酸銅雜質(zhì)，在除雜時要注意“除去雜質(zhì)，不引入新的雜質(zhì)”的原則，所以不能加入鎂，理由是：鎂會把鐵、銅都置換出來，引入雜質(zhì)硫酸鎂晶體．
故答案為：①鐵、銅，銅；
②鐵，把銅全部置換出來；
③Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄；
④Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
⑤鎂會把鐵、銅都置換出來，引入雜質(zhì)硫酸鎂晶體．

點評 本題主要考查了金屬活動性順序表的應用，難度不大，熟記金屬活動性順表、理解其應用是解答本題的關鍵，另外還要熟知除雜的原則及化學方程式的書寫．