Question

14．某�；瘜W(xué)實驗室廢液桶中收集了溶有大量FeSO₄、CuSO₄的廢液，此外還有一些不溶性雜質(zhì)，若廢液直接排放到下水道不僅造成重金屬污染，而且造成浪費，該�；瘜W(xué)興趣小組同學(xué)設(shè)計了如下廢液處理方案，請回答有關(guān)問題：

（1）廢液在加入金屬X前需進行過濾，目的是將其中的不溶性雜質(zhì)除去；
（2）金屬X是鐵，其加入廢液后發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；溶液Y是稀硫酸，利用其除去銅中雜質(zhì)，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑．

Answer 1

分析 廢液中回收硫酸亞鐵晶體和銅，所以加入的過量金屬X是鐵，過濾后得到的固體屬于置換出來的銅和過量的鐵，濾液是硫酸亞鐵，鐵和銅的混合物中，銅和酸不反應(yīng)，鐵和酸反應(yīng)，所以加入硫酸可將鐵變?yōu)榱蛩醽嗚F，把銅分離出來；再將硫酸亞鐵溶液蒸發(fā)結(jié)晶，得到硫酸亞鐵，分析實驗方案，明確回收原理及操作方法，完成實驗的反應(yīng)原理、所需儀器及過濾與結(jié)晶的操作．

解答 解：（1）廢液在加入金屬X前需進行過濾，目的是將其中的不溶性雜質(zhì)除去；
（2）為回收廢液中的Cu²⁺需加入銅前面的金屬進行置換，但要得到較為純凈FeSO₄的溶液，只能向廢液中加入過量的鐵粉與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)，生成物中只有硫酸亞鐵，化學(xué)方程式為：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，銅排在氫后面，不與酸反應(yīng)，而鐵排在氫前面，與酸反應(yīng)，因此為除去混在銅粉里的鐵粉并且得到FeSO₄溶液，把金屬混合物放入足量的稀硫酸中并過濾，鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，化學(xué)方程式為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑．
故答案為：（1）不溶性雜質(zhì)；
（2）鐵，F(xiàn)e+CuSO₄=FeSO₄+Cu，稀硫酸，F(xiàn)e+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑．

點評 金屬活動順序表是解決與金屬相關(guān)變化的重要工具，表中H元素為標志性參考元素，H之前為活潑金屬，H之后金屬性質(zhì)不活潑．