Question

有一種工業(yè)廢水，其中含有大量的硫酸亞鐵，少量的銅離子以及污泥．某同學設計了一個既經(jīng)濟又合理的方法回收銅和硫酸亞鐵晶體．方案流程如圖：
回答下列問題：
（1）步驟②中：需加入的物質(zhì)是

 

．
（2）步驟③中：需加入的物質(zhì)是

 

，發(fā)生反應的化學方程式是

 

．
（3）某同學認為經(jīng)過步驟②后所得固體就是純凈的銅，不需要進行步驟③，你認為是否合理？

 

，理由是

 

（4）為了達到資源綜合利用的目的，把溶液2和溶液3合并后，經(jīng)加熱濃縮、

 

、

 

等操作得到硫酸亞鐵晶體．

Answer 1

考點：金屬的化學性質(zhì),書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：金屬與金屬材料

分析：過濾分離不溶性固體與液體，將廢水中的污泥與溶液用過濾法分離，得溶液1中含有硫酸銅和硫酸亞鐵，加入過量的鐵將硫酸銅中的銅全部置換出來，過濾得到銅和鐵的混合物和濾液硫酸亞鐵，然后在固體混合物中加入適量硫酸與鐵反應生成硫酸亞鐵溶液，最后將硫酸亞鐵溶液蒸發(fā)結(jié)晶即得硫酸亞鐵晶體．

解答：解：
步驟①是將污泥與溶液分離，故可用過濾，過濾操作中用到的玻璃儀器是 燒杯、漏斗、玻璃棒．
要將硫酸銅與硫酸亞鐵的混合溶液中回收銅，同時得到硫酸亞鐵溶液，步驟②中只能加入過量的鐵置換硫酸銅溶液中的銅．
鐵與硫酸銅反應生成銅和硫酸亞鐵，因此經(jīng)過步驟②之后得到的固體中含有生成的銅和剩余的鐵，步驟③中加入適量稀硫酸與鐵反應生成硫酸亞鐵，最后將溶液2和3合在一起進行蒸發(fā)結(jié)晶即可得到硫酸亞鐵晶體．故：
（1）步驟②中：需加入的物質(zhì)是過量的鐵置換硫酸銅溶液中的銅．
（2）步驟③中：需加入的物質(zhì)是稀硫酸與鐵反應生成硫酸亞鐵，發(fā)生反應的化學方程式是Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（3）某同學認為經(jīng)過步驟②后所得固體就是純凈的銅，不需要進行步驟③，此不合理；因為要使Cu²⁺完全置換出來，必須加入過量的鐵； 
（4）為了達到資源綜合利用的目的，把溶液2和溶液3合并后，經(jīng)加熱濃縮、結(jié)晶；過濾等操作得到硫酸亞鐵晶體．
故答案為：
（1）Fe；（2）稀硫酸；Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（3）不合理；因為要使Cu²⁺完全置換出來，必須加入過量的鐵； （4）結(jié)晶；過濾

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．