Question

某兴趣小组的同学为探究铁（Fe）、锰（Mn）和铜（Cu）三种金属的活动性顺序，进行下列探究．
（1）同学们将大小相同的三种金属分别放人等质量、等溶质的质量分数的稀硫酸中，发现锰表面冒出气泡的速率比铁快，而铜表面无现象．请将三种金属的元素符号填入下表：

（2）兴趣小组的同学从实验室中收集了一桶含有FeSO₄、CusO₄的废液．他们想从中回收金属铜和硫酸亚铁晶体，设计了如下方案：

①甲同学提出X可以是铁，乙同学则认为X可以是锰，你认为     （选填“甲”或“乙”）同学的意见是正确的，理由是    ．
②图中“金属混合物”的成分是    ．
③步骤Ⅱ中加入过量稀硫酸的目的是    ．其中发生反应的化学方程式为    ．

Answer

（1）题目对金属锰铁铜的金属活动性的探究是通过与相同的硫酸反应来实现的，在实验中要先区分是否反应，之后对能够反应的注意反应速率的对比，最后获得结论．
（2）对于硫酸亚铁和硫酸铜溶液回收铜和硫酸亚铁，很容易受到上面锰铁铜实验的干扰，很容易认为锰可以用于该实验．这时就要考虑我们的实验目的，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．
【解析】
（1）金属锰铁铜金属活动的顺序的探究，题目给予的实验方案是分别加入到相同质量和质量分数的硫酸溶液中，并且告诉实验现象时锰产生气泡的速度比铁快，说明两者都比H活泼，且由于锰反应更快，所以锰比铁更活泼．而铜不反应，证明H＞Cu．三种金属和氢元素之间的位置关系就是：Mn＞Fe＞H＞Cu．
  （2）要想从硫酸亚铁和硫酸铜的废液回收铜和硫酸亚铁晶体，首先要将硫酸铜除去，这就是要先除杂．而除杂的基本原则就是除去杂质，而不能引入的新的杂质．所以在将硫酸铜转化为铜的而过程中加入的药品一定要和硫酸亚铁有关，也就是要使用铁单质来实现该转化．很多同学容易受到上面金属活动探究的影响，认为锰也能够将硫酸铜转化为铜．但是不可以用来除去杂质硫酸铜，因为引入了MnSO4杂质．同时为了将杂质尽可能完全除去，加入的药品就要适当过量，因此金属混合物中含有铁和铜，所以步骤Ⅱ中加入过量稀硫酸的目的是完全除去混合物中的铁．其中发生反应的化学方程式为 Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑．
故答案为：
（1）Mn、Fe、Cu；
（2）①甲；用锰会引入新的杂质；②铁和铜；
③完全除去混合物中的铁； Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑