Question

11．兴趣小组的同学从实验室中手机一桶含有FeSO₄、CuSO₄的废液．他们想从中回收金属铜和硫酸亚铁晶体，设计了如图方案：
①金属A的成分铁、铜，金属B的主要成分铜
②X是什么物质铁（填名称）．为何要加入过量的X把铜全部置换出来
③写出Ⅰ中有关反应的化学方程式Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄
④Ⅱ中有关反应的化学方程式Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
④有同学在步骤Ⅰ中X能否改用镁的问题上产生了分歧．请你也参与他们的讨论，表明观点，并说明理由因为镁会把铁、铜都置换出来，引入杂质硫酸镁晶体．

Answer 1

分析 ①根据加入的X的量及X与硫酸铜的反应分析图中“金属混合物”的成分，根据实验操作的目的是回收金属铜和硫酸亚铁晶体进行分析；
②根据除杂时要注意“除去杂质，不引入新的杂质”的原则，因此应该加入铁，不会引人新的杂质进行分析；
③根据铁会与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜进行分析；
④根据铁会与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气进行分析；
⑤根据实验目的是要除去硫酸亚铁中硫酸铜杂质，在除杂时要注意“除去杂质，不引入新的杂质”的原则进行分析．

解答 解：①由题意可知，要得到硫酸亚铁晶体，应向FeSO₄、CuSO₄的废液中加入铁，实验操作的目的是回收金属铜和硫酸亚铁晶体，所以金属B的主要成分是铜；
②除杂时要注意“除去杂质，不引入新的杂质”的原则，因此应该加入铁，不会引人新的杂质，加入过量的X目的是：把铜全部置换出来；
③铁会与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，化学方程式为：Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄；
④铁会与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，化学方程式为：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
⑤由实验目的是要除去硫酸亚铁中硫酸铜杂质，在除杂时要注意“除去杂质，不引入新的杂质”的原则，所以不能加入镁，理由是：镁会把铁、铜都置换出来，引入杂质硫酸镁晶体．
故答案为：①铁、铜，铜；
②铁，把铜全部置换出来；
③Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄；
④Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
⑤镁会把铁、铜都置换出来，引入杂质硫酸镁晶体．

点评 本题主要考查了金属活动性顺序表的应用，难度不大，熟记金属活动性顺表、理解其应用是解答本题的关键，另外还要熟知除杂的原则及化学方程式的书写．