Question

某工廠的工業(yè)廢水中含有大量的FeSO₄，較多的Cu²⁺和少量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．請根據(jù)下列流程圖，完成回收硫酸亞鐵和銅的實(shí)驗(yàn)方案．

（1）操作a的名稱為

 

，所需要的玻璃儀器為

 

．
（2）固體E的成分為

 

，加入的試劑④為

 

，發(fā)生的化學(xué)方程式為

 

．
（3）加入試劑①的目的是

 

．
（4）從溶液D和溶液G中得到FeSO₄.7H₂O晶體的操作為

 

、冷卻結(jié)晶、

 

、洗滌、干燥．
（5）為驗(yàn)證溶液C中含有SO₄^2-：取少量的溶液C于試管中，先加入

 

再加入

 

，若觀察到有白色沉淀，則說明溶液C中含有SO₄^2-．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：先根據(jù)流程圖得到實(shí)驗(yàn)方案：1、加過量堿，過濾出Cu（OH）₂，F(xiàn)e（OH）₂沉淀，濾液是Na₂SO₄、NaOH溶液；
2、在Cu（OH）₂，F(xiàn)e（OH）₂中加過量稀H₂SO₄，溶液C的成分為CuSO₄，F(xiàn)eSO₄、H₂SO₄；
3、加過量鐵，過濾出Fe、Cu，濾液D是FeSO₄；
4、加過量稀H₂SO₄，過濾出Cu，實(shí)現(xiàn)了回收金屬銅，濾液是FeSO₄、H₂SO₄ 5、最后溶液合一塊，進(jìn)行蒸發(fā)，濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，就得到FeSO₄?7H₂O，回收硫酸亞鐵．最后根據(jù)每個(gè)問題進(jìn)行回答．

解答： 解：實(shí)驗(yàn)方案為：1、加過量堿，過濾出Cu（OH）₂，F(xiàn)e（OH）₂沉淀，濾液是Na₂SO₄、NaOH溶液；
2、在Cu（OH）₂，F(xiàn)e（OH）₂中加過量稀H₂SO₄，溶液C的成分為CuSO₄，F(xiàn)eSO₄、H₂SO₄；
3、加過量鐵，過濾出Fe、Cu，濾液D是FeSO₄；
4、加過量稀H₂SO₄，過濾出Cu，實(shí)現(xiàn)了回收金屬銅，濾液是FeSO₄、H₂SO₄
5、最后溶液合一塊，進(jìn)行蒸發(fā)，濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，就得到FeSO₄?7H₂O，回收硫酸亞鐵．
（1）經(jīng)過②后，分離出液體和固體，故答案為：過濾；漏斗、玻璃棒、燒杯；
（2）溶液C的成分為CuSO₄，F(xiàn)eSO₄、H₂SO₄，加過量鐵，過濾出Fe、Cu，溶液D中只有一種鹽是硫酸亞鐵，所以固體E就是Fe、Cu，所以固體F就是銅，過量的鐵是為了將CuSO₄中的銅全部置換出來，加入過量稀硫酸的目的是除去銅中的鐵，實(shí)現(xiàn)了回收金屬銅，將推出的各種物質(zhì)代入驗(yàn)證即可，
故答案為：Fe和Cu；稀硫酸；Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（3）為了實(shí)現(xiàn)Na⁺的溶液分離，可將溶液中的Fe²⁺和Cu²⁺轉(zhuǎn)化為沉淀，故答案為：將溶液中的Fe²⁺和Cu²⁺轉(zhuǎn)化為沉淀，便于與含有Na⁺的溶液分離．
（4）蒸發(fā)是從溶液中獲得晶體常采用的方法，產(chǎn)生沉淀后通過過濾實(shí)現(xiàn)分離，故答案為：蒸發(fā)濃縮；過濾；
（5）先加入足量稀鹽酸再加入少量BaCl₂溶液，若觀察到有白色沉淀，則說明溶液⑧中含有SO₄^2-，故答案為：足量稀鹽酸；少量BaCl₂溶液．

點(diǎn)評：本題考查了無機(jī)物推斷及物質(zhì)的鑒別，根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)、物質(zhì)之間的反應(yīng)來分析解答，難度不大，解答本題時(shí)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．