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7.某兴趣小组的同学从实验室收集到一桶含有FeSO4、CuSO4的废液,他们想从中收回金属铜和硫酸亚铁晶体,设计了如下实验方案.结合实验方案回答下列问题:

(1)步骤①中,金属X是Fe,该反应的化学方程式为Fe+CuSO4═FeSO4+Cu;为什么要加入过量的X保证CuSO4完全反应
(2)步骤②中,加入过量稀硫酸的目的是除去Fe、Cu混合物中的Fe;发生的化学方程式Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑.
(3)从滤液中获得硫酸亚铁晶体采用的方是蒸发溶液结晶.

分析 (1)由于目的是获得铜单质和硫酸亚铁,所以需要将铜离子转化为铜单质,而溶液中需要的是硫酸亚铁而不能引入新的杂质,所以加入的能够将铜离子转化为铜单质的只能是单质铁;
(2)由于加入的铁是过量的,加入过量稀硫酸的目的是除去铜中的铁;
(3)蒸发从溶液中获得晶体常采用的方法.

解答 解:(1)由题意可知,由于需要将铜离子转化为铜单质,而溶液还必须为硫酸亚铁,即不能引入新的杂质,所以可以加入铁将铜离子转化为铜单质.该反应的化学方程式为:Fe+CuSO4=FeSO4 +Cu;为保证CuSO4完全反应,Fe要过量;
(2)步骤②中,加入过量稀硫酸的目的是:使铁完全反应,除去铜中的铁;化学方程式为:Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑;
(3)由于滤液中含有稀硫酸,应先加入过量的铁粉,再过滤,将滤液进行蒸发可获得硫酸亚铁晶.
故答为:(1)Fe;Fe+CuSO4═FeSO4+Cu;保证CuSO4完全反应;
(2)除去Fe、Cu混合物中的Fe;Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑;
(3)蒸发溶液结晶

点评 解答本题时要注意混合物的分离要考虑为彻底分开而加入过量试剂,所以后一环节需要将之除去.

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(1)甲同学进行如下操作:
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④打开分液漏斗旋塞滴入盐酸,直到不再产生气泡为止;
⑤再次称量装置C 的总质量;
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【提出猜想】原因猜想:
①是生成的气体中混有盐酸挥发出来的HCl;
②是生成的气体流速太快,与石灰水反应产生了可溶性物质[经查资料分析可溶性物质是Ca(HCO32,它能与酸反应生成CO2等物质].
【实验探究】
甲同学取少量实验后C瓶溶液于试管中,向其中依次滴加足量稀HNO3和AgNO3溶液,无气泡但有沉淀产生.据此判断只有猜想①(填“①”或“②”)成立.
【交流讨论】
对于如何改进实验,乙同学认为:应将盐酸换成稀硫酸,新制的澄清石灰水换成足量NaOH溶液;丙同学认为:应在装置A和B中间插入一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气装置以吸收HCl(CO2不溶于饱和NaHCO3溶液,也不与其反应),并将新制的澄清石灰水换成足量NaOH溶液.
大家讨论后认为:乙同学的方案可行而丙同学的方案不可行.
【请你评价】
丙同学方案不可行的原因是NaHCO3饱和溶液吸收HCl时产生CO2,导致盛有NaOH溶液的洗气瓶质量增重偏大,造成误差.
【教师点拨】
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【请你改进】
在上述基础上,你的措施是两次称量前,均向整套装置中鼓入经NaOH溶液洗涤过的空气,目的是排尽装置中原有空气和反应后残留的CO2,且称量时C装置两端及B装置的出口封闭.
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【实验反思】
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17.2010年诺贝尔物理奖授予发现石墨烯的开创性研究者,金刚石、石墨、C60和石墨烯的结构示意图分别如下图所示,则下列说法正确的是(  )
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