Question

11．回答以下問題：
（1）應用金屬活動性順序能幫助我們進一步學習金屬性質．已知下列各組物質間均能發生置換反應．
A．Fe和CuSO₄溶液B．Mg和MnSO₄溶液C．Mn和FeSO₄溶液
①寫出Fe和CuSO₄溶液反應的化學方程式．Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu．
②在相同條件下，四種金屬中能與鹽酸反應且最劇烈的是Mg．
（2）氯化鐵能腐蝕銅，工業上常用此原理生產印刷線路板．印刷線路板的生產及廢液的處理過程如下：

①步驟Ⅱ中發生了兩個反應：Fe+2FeCl₃=3FeCl₂和Fe+CuCl₂=FeCl₂+Cu．濾渣的成分是Fe和Cu．
②步驟Ⅲ中發生反應的化學方程式為Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑．
③氯化鐵能腐蝕銅的原因是（用化學方程式表示）Cu+2FeCl₃═2FeCl₂+CuCl₂．

Answer 1

分析 （1）根據金屬與酸或鹽的反應規律，利用四種金屬及其化合物間可發生的反應，推斷四種金屬活動性由強至弱的順序，判斷四種金屬中能與鹽酸反應且最劇烈的金屬；
（2）①根據鐵與廢液中物質反應的規律，分析加入過量鐵粉所發生的反應，判斷過濾后所得濾渣及濾液的組成；
②根據鐵、銅的活動性，判斷所加入鹽酸能濾渣發生的反應，寫出化學方程式；
③根據印刷線路板的生產中所得廢液，分析氯化鐵能腐蝕銅發生的反應，寫出化學方程式．

解答 解：（1）①鐵的活動性比銅強，可與硫酸銅溶液反應生成銅和硫酸亞鐵，化學方程式為Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
②由Fe 和CuSO₄ 溶液反應，得鐵比銅強；由Mg和MnSO₄ 溶液反應，得鎂比錳強；由Mn和FeSO₄ 溶液反應，得錳比鐵強；四種金屬活動性由強至弱的順序Mg＞Mn＞Fe＞Cu則四種金屬中能與鹽酸反應且最劇烈的金屬為Mg；
（2）①向FeCl₃、FeCl₂、CuCl₂的混合溶液中加入過量鐵粉，鐵粉與FeCl₃反應生成FeCl₂、與CuCl₂反應生成Cu和FeCl₂，因此可知過濾所得濾渣中含有Fe和Cu，濾液中含FeCl₂；
②向含有Fe和Cu濾渣中加入稀鹽酸，鐵與鹽酸反應生成FeCl₂和H₂，反應的化學方程式為Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑；
③印刷線路板的生產中所得廢液中含FeCl₃、FeCl₂、CuCl₂，可推斷氯化鐵能腐蝕銅生成FeCl₂與CuCl₂，反應的化學方程式為Cu+2FeCl₃═2FeCl₂+CuCl₂；
故答案為：
（1）①Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；②Mg；
（2）①Fe和Cu；②Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑；③Cu+2FeCl₃═2FeCl₂+CuCl₂．

點評 金屬活動性順序中位于氫之前的金屬能從酸中置換出氫，活動性強的金屬能將活動性弱的金屬從其鹽溶液中置換出來．