Question

某工廠的工業(yè)廢水中含有大量的FeSO₄、較多的Cu²⁺和少量的Na⁺，為了減少污染并變廢為寶，工廠計(jì)劃從該廢水中回收硫酸亞鐵和金屬銅．請(qǐng)根據(jù)流程圖，在方框和括號(hào)內(nèi)填寫物質(zhì)名稱（或主要成分的化學(xué)式）或操作方法，完成回收硫酸亞鐵和銅的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)方案．
（1）試劑a為

Fe

，試劑b為

H₂SO₄

．
（2）物質(zhì)1為

Cu、Fe

．
（3）操作1為

過(guò)濾

，操作1所需的玻璃儀器為

漏斗、燒杯、玻璃棒

．
（4）若操作1所涉及的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，請(qǐng)用單線橋法標(biāo)出反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：

．

Answer 1

分析：某工廠的工業(yè)廢水中含有大量的FeSO₄、較多的Cu²⁺和少量的Na⁺，先加過(guò)量鐵，鐵在金屬活動(dòng)順序表中排在銅的前面，所以鐵粉把銅置換出來(lái)，發(fā)生Fe+Cu²⁺═Cu+2Fe²⁺，過(guò)濾出Cu，F(xiàn)e．濾液是FeSO₄，在操作2中加入稀硫酸除去過(guò)量的Fe，發(fā)生反應(yīng)為Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，最后所得濾液（物質(zhì)1）經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾可得到FeSO₄?7H₂O晶體．

解答：解：（1）工業(yè)廢水中含有大量的FeSO₄、較多的Cu²⁺和少量的Na⁺，根據(jù)流程圖中可以知道，完成回收硫酸亞鐵和銅，先加過(guò)量鐵粉把銅置換出來(lái)，Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu，過(guò)濾，廢水中剩下FeSO₄和少量的Na⁺，鐵粉、銅中加H₂SO₄得到FeSO₄，故答案為：Fe；H₂SO₄；
（2）先加過(guò)量鐵粉把銅置換出來(lái)，Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu，過(guò)濾的濾渣，故答案為：Cu、Fe；
（3）分離固體和液體用過(guò)濾，所需的玻璃儀器為漏斗、燒杯、玻璃棒，故答案為：過(guò)濾；漏斗、燒杯、玻璃棒；
（4）鐵元素化合價(jià)由0價(jià)升高為+2價(jià)，失去電子，銅元素得到電子化合價(jià)與+2價(jià)降低為0價(jià)，共降低2價(jià)，轉(zhuǎn)移電子為2e^-，操作1所涉及的反應(yīng)：，
故答案為：．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)的分離和提純，題目難度不大，注意根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)選擇分離提純的方法，特別是過(guò)濾和蒸發(fā)結(jié)晶操作，注意把握所使用儀器和操作步驟．