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(2013?桂林模擬)小明和幾位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,設計了如下實驗方案.結合實驗方案回答下列問題:
(1)步驟①中,金屬X是
,該反應的化學方程式為
Fe+CuSO4 ═FeSO4 +Cu
Fe+CuSO4 ═FeSO4 +Cu
;
(2)步驟②中,加入過量稀硫酸的目的是
除去銅中的鐵
除去銅中的鐵

(3)小明經過稱量,獲知實驗方案中的“金屬混合物質量為120g,“金屬銅”的質量為64g,則最終獲得的硫酸亞鐵質量比原廢液中的硫酸亞鐵質量增加
304
304
g.
分析:(1)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;
(2)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;
(3)根據銅的質量計算出鐵與硫酸銅反應生成的硫酸亞鐵的質量,用120g-64g計算出鐵的質量,再計算出鐵與硫酸反應生成的硫酸亞鐵質量.
解答:解:(1)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;
(2)步驟②中,加入過量稀硫酸的目的是 除去銅中的鐵;
(3)設鐵與硫酸銅反應生成64g銅的同時生成硫酸亞鐵的質量為X則:
Fe+CuSO4 ═FeSO4 +Cu
          152    64
          X      64g
根據:
152
64
=
X
64g
解得X=152g,
金屬混合物中剩余鐵的質量為120g-64g=56g,設56g鐵與硫酸反應生成硫酸亞鐵的質量為Y則:
Fe+H2SO4 ═FeSO4 +H2
56         152
56g        Y
根據:
56
152
=
56g
Y
解得Y=152g,所以則最終獲得的硫酸亞鐵質量比原廢液中的硫酸亞鐵質量增加了152g+152g=304g
故答為:(1)鐵,Fe+CuSO4 ═FeSO4 +Cu;(2)除去銅中的鐵;(3)304.
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.
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