题目内容
【题目】矿山废水中含有大量的H2SO4和CuSO4，直接排放会影响水体酸碱性，并造成重金属污染。通过处理可以回收金属铜，并使废水pH和重金属含量达到排放标准。
已知：步骤I无蓝色沉淀生成。
（1）步骤Ⅱ和步骤Ⅲ都需进行的操作是_______。
（2）步骤Ⅱ得到金属铜的反应的化学方程式为_______。
（3）加入Ca(OH)2可以降低铁屑的消耗量，原因是_______（请用文字并结合化学方程式解释）。
（4）步骤Ⅲ需加入Na2S才能使废水达到排放标准，由此推测废水③不达标的主要原因 是其中含有_______。
【答案】 过滤 Fe + CuSO4 ==== Cu + FeSO4 Ca(OH)2会与废水中的硫酸发生反应：Ca(OH)2+H2SO4====CaSO4+2H2O，消耗了废水中的硫酸，减少了铁屑与硫酸的反应：Fe+H2SO4====FeSO4+H2 ↑ CuSO4（或Cu2+）
【解析】（1）根据固液分离考虑操作步骤；
（2）根据铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁反应分析；
（3）根据氢氧化钙与硫酸反应生成硫酸钙和水及铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气分析；
（4）根据步骤Ⅲ后生成CuS分析解答。
解：（1）步骤Ⅱ和步骤Ⅲ都是进行固体和液体的分离，故都需进行的操作是过滤；
（2）铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁。反应的化学方程式为Fe + CuSO4 =Cu + FeSO4；
（3）加入Ca(OH)2可以降低铁屑的消耗量，原因是Ca(OH)2会与废水中的硫酸发生反应：Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O，消耗了废水中的硫酸，减少了铁屑与硫酸的反应：Fe+H2SO4=FeSO4+H2 ↑；
（4）由于步骤Ⅲ后生成CuS。故步骤Ⅲ需加入Na2S才能使废水达到排放标准，由此推测废水③不达标的主要原因是其中含有CuSO4（或Cu2+）。
【题目】镁条在空气中久置表面会变黑。某小组同学设计并进行实验，探究镁条变黑的条件。
【查阅资料】常温下，亚硫酸钠（Na2SO3）可与O2发生化合反应。
【猜想与假设】常温下，镁条变黑可能与O2、CO2、水蒸气有关。
【进行实验】通过控制与镁条接触的物质，利用如图装置（镁条长度为3cm，试管容积为20mL），分别进行下列5个实验，并持续观察20天。
编号 | 主要实验操作 | 实验现象 |
1 | 先充满用NaOH浓溶液洗涤过的空气 再加入2mL浓硫酸 | 镁条始终无明显变化 |
2 | 加入2mL NaOH浓溶液 | 镁条始终无明显变化 |
3 | 先加入2mL浓硫酸 再通入约4mL CO2 | 镁条始终无明显变化 |
4 | 先加入4mL饱和Na2SO3溶液 再充满CO2 | 镁条始终无明显变化 |
5 | 先加入2mL蒸馏水 再通入约4mL CO2 | 镁条第3天开始变黑 至第20天全部变黑 |
【解释与结论】
（1）实验1和2中，NaOH浓溶液的作用是______________（用化学方程式表示）。
（2）实验1的目的是_______________________________。
（3）得出“镁条变黑一定与CO2有关”结论，依据的两个实验是___________（填编号）。
【反思与评价】
（4）欲进一步证明镁条表面的黑色物质中含有碳酸盐，所需要的试剂是__________。