Question

16．某興趣小組的同學從實驗室收集到一桶含有FeSO₄、CuSO₄的廢液，他們想從中回收金屬銅和硫酸亞鐵晶體（FeSO₄•7H₂O），設計了如下實驗方案，請回答下列問題：

（1）操作Ⅰ、Ⅱ都為過濾；
（2）步驟①中，金屬X是Fe，該反應的化學方程式為Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
（3）步驟②中，加稀硫酸的目的是除去過量的鐵．該反應的化學方程式為Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；
（4）濾液B、C中的溶質是FeSO₄．

Answer 1

分析 （1）根據過濾操作考慮；
（2）由于目的是獲得銅單質和硫酸亞鐵，所以需要將銅離子轉化為銅單質，而溶液中需要的是硫酸亞鐵而不能引入新的雜質，所以加入的能夠將銅離子轉化為銅單質的只能是單質鐵；
（3）由于加入的鐵是過量的，加入過量稀硫酸的目的是除去銅中的鐵；
（4）洗滌因為考慮了：銅是從硫酸亞鐵的溶液中過濾出來的，不免沾有硫酸亞鐵溶液或過量的稀硫酸．干燥防止銅潮濕．

解答 解：（1）操作Ⅰ、Ⅱ都是將固體和液體分開，為過濾，
（2）由題意可知，由于需要將銅離子轉化為銅單質，而溶液還必須為硫酸亞鐵，即不能引入新的雜質，所以可以加入鐵將銅離子轉化為銅單質．該反應的化學方程式為：Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
（3）因為步驟①中，金屬鐵過量，故步驟②中，加入過量稀硫酸的目的是除去銅中的鐵．鐵與硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，化學方程式為：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；
（4）濾液B、C中的溶質是硫酸亞鐵．
故答案為：
（1）過濾；（2）Fe；Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；（3）除去過量的鐵；Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；（4）FeSO₄．

點評 解答本題時要注意混合物的分離要考慮為徹底分開而加入過量試劑，所以后一環(huán)節(jié)需要將之除去．