Question

12．有一種工業(yè)廢水，其中含有大量的硫酸亞鐵，少量的硫酸銅以及污泥．某同學設(shè)計了一個既經(jīng)濟又合理的方法回收銅和硫酸亞鐵晶體．方案流程如下：

①步驟①中需采用是實驗操作是過濾（填操作名稱），用到的玻璃儀器是、燒杯、漏斗、玻璃棒；
②固體1是銅和鐵混合物；
③步驟③中：需加入適量的物質(zhì)是稀硫酸，發(fā)生反應的化學方程式是：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
④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？不合理（填“合理”或“不合理”），理由是固體中有鐵．

Answer 1

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：①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；
②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，只能加入過量的鐵置換硫酸銅溶液中的銅；
③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，加入適量稀硫酸與鐵反應生成硫酸亞鐵，化學方程式為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，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；
④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．
故答案為：①過濾，漏斗、玻璃棒；
②銅和鐵混合物；
③稀硫酸，F(xiàn)e+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
④不合理，固體中有鐵．

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．