Question

某化学兴趣小组利用课余时间在实验室进行如下两个探究实验：
探究一：利用废水回收铜，制备硫酸亚铁晶体．
（1）红色固体是

Cu

；溶液乙中溶质是

硫酸铝和硫酸亚铁或Al₂（SO₄）₃、FeSO₄

．
（2）写出步骤①的化学方程式：

Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄

；
探究二：某硫酸亚铁晶体（FeSO₄?xH₂O）热分解研究
该兴趣小组同学称取ag硫酸亚铁晶体样品按如图所示高温加热，使其完全分解，对所得产物进行探究．
（3）①装置B中硫酸铜粉末变蓝，说明产物中有

水或H₂O

，装置C中高锰酸钾溶液褪色，说明产物中还有

二氧化硫或SO₂

．②硫酸亚铁晶体完全分解后装置A中固体呈红棕色，放入足量稀盐酸，固体全部溶解，得到黄色溶液，则装置A中红棕色固体是

氧化铁或Fe₂O₃

．
③D装置中球形干燥管的作用是

防止液体倒吸

，氢氧化钠溶液的作用是

吸收SO₂气体，防止污染空气

．

Answer 1

分析：探究一：为回收废水中的铜，可以使用活动性比铜活泼的金属比如铁将其置换出来；然后依据反应流程图分析所加入的金属和生成物，写出反应方程式；
探究二：①无水硫酸铜白色粉末遇水变蓝，故常用来检验水的存在，二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色；
②根据反应前后元素的种类不变及红棕色固体可与稀盐酸反应生成黄色溶液分析解答；
③硫酸亚铁分解生成的二氧化硫能造成空气污染，可以使用氢氧化钠溶液将其除去．

解答：解：探究一：
（1）废水中含有的硫酸铜加入过量A后得到的固体甲中含有铜和该金属，铜在氢后，与稀硫酸不反应，固体甲中的过量金属与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，说明加入的金属是铁．
铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，铁在铝的后面，不能与硫酸铝反应，所以溶液乙中的溶质是硫酸铝和硫酸亚铁；由于铁过量，所以固体甲中含有铁和铜，加入硫酸与铁反应而铜不反应，所以红色固体为铜；
故答案为：Cu；硫酸铝和硫酸亚铁或Al₂（SO₄）₃、FeSO₄；
（2）向废水中加入铁可以与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜；
故答案为：Fe+CuSO₄═Cu+FeSO_4；
（3）探究二：
①无水硫酸铜白色粉末遇水变蓝，二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色，所以根据题意可知，硫酸亚铁晶体分解生成水和二氧化硫；
故答案为：水或H₂O；二氧化硫或SO_2；
②硫酸亚铁晶体分解生成水和二氧化硫及红棕色固体，且红棕色固体放入足量稀盐酸，固体全部溶解，得到黄色溶液，说明该固体为氧化铁；
故答案为：氧化铁或Fe₂O₃；
③把球形干燥管插入氢氧化钠溶液中的作用是防止液体倒吸，反应生成的二氧化硫是空气污染气体，可以使用氢氧化钠溶液将其吸收；
故答案为：防止液体倒吸；吸收SO₂气体，防止污染空气．

点评：本题是一道实验探究题，能较好的考查学生分析和解决问题的能力，考查了常见金属的性质以及某些盐的性质，解答时要依据题干提供信息，结合相关知识细心分析解答．