Question

8．一種工業(yè)廢水中含有大量的硫酸亞鐵、少量硫酸銅和污泥（污泥不溶于水，且不參與化學(xué)反應(yīng)）．某同學(xué)設(shè)計了一個既經(jīng)濟又合理的實驗方案，制備硫酸亞鐵晶體（FeSO₄•7H₂O）并回收銅．方案流程如下：

【查閱資料】FeSO₄•7H₂O受熱易分解．
回答下列問題：
（1）加入過量試劑a的目的是使廢液中的硫酸銅充分反應(yīng)．
（2）操作③中產(chǎn)生氣體的化學(xué)方程式是Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑．
（3）下列說法正確的是D．
A．溶液1中的溶質(zhì)質(zhì)量一定大于溶液2中的溶質(zhì)質(zhì)量
B．溶液3中的質(zhì)量分數(shù)大于或等于溶液2
C．操作④中可以用蒸發(fā)溶劑結(jié)晶的方法
D．操作③中所加物質(zhì)一定要適量．

Answer 1

分析 （1）由于本實驗是為了回收銅，所以需要加入一種試劑將硫酸銅中的銅元素置換出來，又因為需要得到硫酸亞鐵晶體，所以加入試劑是鐵；
（2）由于加入的鐵是過量的所以過濾后得到的固體中含有鐵和銅，因為鐵能與酸反應(yīng)，銅與酸不反應(yīng)，所以需要加入一種酸，又因為需要得到硫酸亞鐵晶體，所以加入硫酸，產(chǎn)生氣體的方程式是鐵與硫酸反應(yīng)；
（3）A、從溶液2中的溶質(zhì)有兩個來源：鐵與硫酸銅反應(yīng)，鐵與硫酸反應(yīng)考慮；B、根據(jù)溶液3是飽和溶液，溶液2是不飽和溶液考慮；C、FeSO₄•7H₂O受熱易分解，所以操作④不能用蒸發(fā)溶劑；D、操作③加入的硫酸必須適量，否則硫酸亞鐵溶液中會混有硫酸．

解答 解：（1）由于本實驗是為了回收銅，所以需要加入一種試劑將硫酸銅中的銅元素置換出來，又因為需要得到硫酸亞鐵晶體，所以加入試劑是鐵，加入過量試劑a的目的是使廢液中的硫酸銅充分反應(yīng)；
（2）由于加入的鐵是過量的所以過濾后得到的固體中含有鐵和銅，因為鐵能與酸反應(yīng)，銅與酸不反應(yīng)，所以需要加入一種酸，又因為需要得到硫酸亞鐵晶體，所以加入硫酸，產(chǎn)生氣體的方程式是鐵與硫酸反應(yīng)，反應(yīng)物是鐵和硫酸，生成物是硫酸亞鐵和氫氣，所以方程式是：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（3）A、從溶液2中的溶質(zhì)有兩個來源：鐵與硫酸銅反應(yīng)，鐵與硫酸反應(yīng)所以溶液1中的溶質(zhì)質(zhì)量不一定大于溶液2中的溶質(zhì)質(zhì)量，故A錯；
B、根據(jù)溶液3是飽和溶液，溶液2是不飽和溶液，同一溫度同一溶質(zhì)飽和溶液比不飽和溶液濃，故B錯；
C、FeSO₄•7H₂O受熱易分解，所以操作④不能是蒸發(fā)溶劑，故C錯；
D、操作③加入的硫酸必須適量，否則硫酸亞鐵溶液中會混有硫酸，故D正確．
故答案為：（1）使廢液中的硫酸銅充分反應(yīng)；（2）Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；（3）D．

點評 從廢水中回收金屬一般步驟先加入一種廉價金屬置換出另一種金屬，然后過濾，將過量金屬除去即可．