Question

化学实验课上老师要求分组除去铁制品和锈铜币表面的锈层并对废液进行处理。请你参与并回答相关问题。

(1)实验一：表面除锈

甲组：将锈铁器放入适量稀硫酸中，微热。观察到①溶液变成黄色，铁锈逐渐消失。一段时间后，②锈层完全消失，铁器表面有细小气泡产生，③黄色溶液逐渐变为浅绿色。

a)   现象①发生的化学反应方程式为：______ _____，

b)   ②中铁器表面的气泡是什么气体__     _；

c)   大家对现象③不理解，老师提示大家：金属单质铁和铜都可以将+3价的铁元素转变为+2价铁元素，其中铜发生的反应过程为2FeCl₃+Cu  → 2FeCl₂ + CuCl₂ 。

请你根据老师的提示推测产生现象③的原因             。（只写出有关反应的化学方程式）

乙组：（1）在锈铜钱中加入适量稀硫酸。观察到①绿色锈层很快消失，同时产生大量气泡，溶液变成蓝色 。②将气体收集，通入澄清石灰水，石灰水变浑浊。由此，小军等同学推断，绿色铜锈层中肯定含有的元素有___ ______。

(2)实验二：废液回收

废液桶中收集了溶有大量FeSO₄、CuSO₄的废水，若直接排放到下水道，不仅造成重金属污染而且浪费资源。小组讨论后设计了如下回收硫酸亚铁晶体和铜的实验方案：

请完成下列有关问题：

①  金属X是        ，其加入废水后发生反应的化学方程式为                    ；

利用溶液Y除去铜中杂质，有关反应的化学方程式为             。

Answer

甲组 Fe203 + 3H2SO4 == Fe2(SO4)3+3H2O   ,H2  , Fe2(SO4)3 + Fe == 3FeSO4

乙组：（1）碳元素，铜元素

（2）Fe  ,  Fe +CuSO4 ==FeSO4 +Cu,  Fe+ H2SO4==H2↑+FeSO4

【解析】实验一：1）根据实验现象可以知道：溶液变成黄色，铁锈逐渐消失可以判断发生的反应为氧化铁和稀硫酸的反应，它们反应的化学方程式分别为：

Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O；

2）一段时间后锈层完全消失，铁器表面有细小气泡产生，说明此时过量的硫酸和铁发生反应生成了氢气；

3）根据信息，金属单质铁可以将+3价的铁元素转变为+2价铁元素，所以溶液由黄色逐渐变为浅绿色，故方程式为：Fe+Fe2（SO4）3=3FeSO4；

而将铜锈加入稀硫酸中看到①绿色锈层很快消失，溶液变成蓝色，说明是硫酸铜的溶液；②产生了使澄清石灰水变浑浊的气体，可以判断该气体为二氧化碳，所以根据质量守恒定律可以判断铜锈中含有的元素为：Cu、C、O三种元素；

实验二：（1）从图框中可以知道，向废液中加入过量的金属X得到了不纯的铜，根据题干要求及废水中的成分并结合最后得到对物质为硫酸亚铁晶体，可以判断金属X为铁；（2）加入溶液Y后将过量的铁和铜分离得到了铜，可以判断加入的Y为稀硫酸。