Question

10．某实验小组在探究金属活动性顺序的实验中，用到的药品有铁丝、铜丝、银丝、稀硫酸和硫酸铜溶液．实验结束后，该小组的同学对实验的废液产生了兴趣并进行探究．
【提出问题】废液中含有什么物质？
（1）认为废液中一定含有硫酸铜的依据是溶液显蓝色．
（2）认为废液中一定含有硫酸亚铁的依据是铁丝与稀硫酸反应生成硫酸亚铁．
【作出猜想】有的同学认为废液中还可能含有硫酸．
【实验验证】实验方案是取少量的废液于试管中，加入铁粉或，有气泡冒出证明含有硫酸．还可以通过加入碳酸钠的方法检验．通过分析与实验，同学们得出废液中含有硫酸亚铁、硫酸铜和硫酸．
【拓展应用】
（3）若要将废液中的溶质全部转化为硫酸亚铁，应向废液中加入过量的铁片．写出该反应过程中的一个化学方程式Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑．
（4）反应完全后，过滤，滤渣中物质为铁和铜，滤液中溶质为硫酸亚铁．

Answer 1

分析 【提出问题】（1）硫酸铜溶于水后显示特定的颜色，所以根据它的颜色来进行判断；
（2）铁的活动性在这三种金属中活动性最强，可以据此作出判断；
【实验验证】根据氢离子的验证方法分析；
【拓展应用】（1）铁可以和硫酸及硫酸铜反应生成硫酸亚铁；
（2）铁和硫酸铜置换出来，生成了铜，当然也得考虑的到铁是过量的．

解答 解：【提出问题】（1）硫酸铜溶于水的到蓝色溶液，所以该学生的得出含有硫酸铜是因为看到了溶液呈蓝色；
（2）根据金属活动性顺序及其应用，铁的活动性最强，所以发生的反应为：铁和稀硫酸反应能够生成硫酸亚铁，铁和硫酸铜反应也能生成硫酸亚铁，所以可以判断一定含有硫酸亚铁；
【实验验证】验证硫酸的存在，可以取少量的废液于试管中，加入铁粉或（碳酸钠/碳酸钙），有气泡冒出证明含有硫酸；
【拓展应用】（1）根据金属活动性顺序及其应用可知，若将废液中的硫酸铜全部转化为硫酸亚铁，应该加入过量的铁粉；
（2）由于反应完全后，会生成不溶于水的金属铜，并且铁是有剩余的，也不溶于水；所以滤渣中物质为铁和铜．
故答案为：【提出问题】（1）溶液显蓝色；
（2）铁丝与稀硫酸（或硫酸铜溶液）反应生成硫酸亚铁（或反应生成的硫酸亚铁不与其他物质反应）；
【实验验证】取少量的废液于试管中，加入铁粉或，有气泡冒出证明含有硫酸；碳酸钠/碳酸钙；
【拓展应用】（1）铁片（或Fe、铁粉、铁丝等）；
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑（或Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu）；
（2）铁和铜（或Fe和Cu）．

点评 熟练掌握金属活动性顺序的应用以及酸碱盐之间的反应，解答这类题目时可以依据金属活动性顺序的意义以及复分解反应的条件进行．