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(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)既經(jīng)濟(jì)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(wèn)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(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
（3）某同學(xué)認(rèn)為經(jīng)過(guò)步驟②后所得固體就是純凈的銅，不需要進(jìn)行步驟③，你認(rèn)為是否合理？

 

，理由是

 

（4）為了達(dá)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(diǎn)：金屬的化學(xué)性質(zhì),書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：金屬與金屬材料

分析：過(guò)濾分離不溶性固體與液體，將廢水中的污泥與溶液用過(guò)濾法分離，得溶液1中含有硫酸銅和硫酸亞鐵，加入過(guò)量的鐵將硫酸銅中的銅全部置換出來(lái)，過(guò)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(yīng)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(guò)濾，過(guò)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(shí)得到硫酸亞鐵溶液，步驟②中只能加入過(guò)量的鐵置換硫酸銅溶液中的銅．
鐵與硫酸銅反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵，因此經(jīng)過(guò)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(yīng)生成硫酸亞鐵，最后將溶液2和3合在一起進(jìn)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(guò)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(yīng)生成硫酸亞鐵，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（3）某同學(xué)認(rèn)為經(jīng)過(guò)步驟②后所得固體就是純凈的銅，不需要進(jìn)行步驟③，此不合理；因?yàn)橐�使Cu²⁺完全置換出來(lái)，必須加入過(guò)量的鐵； 
（4）為了達(dá)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(guò)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?yàn)橐�使Cu²⁺完全置換出來(lái)，必須加入過(guò)量的鐵； （4）結(jié)晶；過(guò)濾

點(diǎn)評(píng)：從廢水中回收金屬一般步驟先加入一種廉價(jià)金屬置換出另一種金屬，然后過(guò)濾，將過(guò)量金屬除去即可．