Question

15．某班同学做验证铁、铜、银的金属活动性顺序的实验，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，化学兴趣小组的同学欲对该实验的废液进行探究，请你一起参与．
【提出问题】废液中含有什么物质？
【交流表达】（1）小明通过观察，认为废液中一定含有硫酸铜．他观察到的现象是溶液显蓝色．
（2）小红通过分析，认为废液中一定含有硫酸亚铁，她的依据是：铁丝与稀硫酸（或硫酸铜溶液）反应生成硫酸亚铁．
【作出猜想】小华认为废液中还可能含有硫酸．
【实验验证】（1）小华测得废液的pH小于7，证明废液中含有硫酸．用pH试纸测定溶液pH的方法：将待测液滴到试纸上，把试纸呈现的颜色与标准比色卡比较，确定pH．
（2）小明取少量废液，向其中滴加氢氧化钠溶液，也得到了相同的结论．小明的实验现象是滴加一定量氢氧化钠溶液后才有沉淀生成．
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】（1）若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粉．写出该反应过程中的一个化学方程式Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑．
（2）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 硫酸铜溶液的颜色是蓝色的，铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，用PH试纸可以测得溶液的酸碱度，根据质量守恒定律可以书写化学方程式．

解答 解：【交流表达】（1）因为硫酸铜溶液时蓝色的．故填：溶液显蓝色．
（2）根据金属活动性顺序及其应用，由题意可知，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；因此，小红通过分析，认为废液中一定含有硫酸亚铁，她的依据是：铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁．
【实验验证】（1）根据测定溶液pH的最简单的方法可知，用pH试纸测定溶液pH的方法是：把待测液滴在PH试纸上，与标准比色卡对照，可以知道溶液的酸碱度．
（2）如果废液中存有硫酸时，向其中滴加氢氧化钠溶液，就会先发生中和反应，然后再与废液中的硫酸铜反应生成蓝色沉淀（即废液中硫酸完全消耗时，才会生成蓝色的氢氧化铜沉淀；实际上，这两个反应是同时发生的，只不过反应生成的蓝色氢氧化铜沉淀又会与废液中的硫酸发生了中和反应而已）．因此，小明的实验现象是：滴加一定量的氢氧化钠溶液后才出现沉淀．
【拓展应用】（1）由于废液存有硫酸铜，根据金属活动性顺序及其应用可知，若将废液中的溶质全部转化为硫酸亚铁，应该加入过量的铁粉，化学方程式为：Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu．
（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；所以它过滤，滤渣中物质为铁和铜．故填：铁和铜．
故答案为：
【交流表达】（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】（1）将待测液滴到试纸上，把试纸呈现的颜色与标准比色卡比较，确定pH；
（2）滴加一定量氢氧化钠溶液后才有沉淀生成；
【拓展应用】（1）铁粉（或Fe、铁片、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．