Question

16．某興趣小組的同學(xué)從實(shí)驗(yàn)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（FeSO₄•7H₂O），設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）操作Ⅰ、Ⅱ都為過(guò)濾；
（2）步驟①中，金屬X是Fe，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
（3）步驟②中，加稀硫酸的目的是除去過(guò)量的鐵．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；
（4）濾液B、C中的溶質(zhì)是FeSO₄．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)過(guò)濾操作考慮；
（2）由于目的是獲得銅單質(zhì)和硫酸亞鐵，所以需要將銅離子轉(zhuǎn)化為銅單質(zhì)，而溶液中需要的是硫酸亞鐵而不能引入新的雜質(zhì)，所以加入的能夠?qū)�銅離子轉(zhuǎn)化為銅單質(zhì)的只能是單質(zhì)鐵；
（3）由于加入的鐵是過(guò)量的，加入過(guò)量稀硫酸的目的是除去銅中的鐵；
（4）洗滌因?yàn)榭紤]了：銅是從硫酸亞鐵的溶液中過(guò)濾出來(lái)的，不免沾有硫酸亞鐵溶液或過(guò)量的稀硫酸．干燥防止銅潮濕．

解答 解：（1）操作Ⅰ、Ⅱ都是將固體和液體分開(kāi)，為過(guò)濾，
（2）由題意可知，由于需要將銅離子轉(zhuǎn)化為銅單質(zhì)，而溶液還必須為硫酸亞鐵，即不能引入新的雜質(zhì)，所以可以加入鐵將銅離子轉(zhuǎn)化為銅單質(zhì)．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
（3）因?yàn)椴襟E①中，金屬鐵過(guò)量，故步驟②中，加入過(guò)量稀硫酸的目的是除去銅中的鐵．鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，化學(xué)方程式為：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；
（4）濾液B、C中的溶質(zhì)是硫酸亞鐵．
故答案為：
（1）過(guò)濾；（2）Fe；Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；（3）除去過(guò)量的鐵；Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；（4）FeSO₄．

點(diǎn)評(píng) 解答本題時(shí)要注意混合物的分離要考慮為徹底分開(kāi)而加入過(guò)量試劑，所以后一環(huán)節(jié)需要將之除去．