Question

某�；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室廢液桶中收集了溶解大量FeSO₄、CuSO₄的廢水，若直接排放到下水道不僅造成重金屬污染而且造成浪費(fèi)．請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)除去銅離子，回收硫酸亞鐵晶體和銅的實(shí)驗(yàn)方案，討論有關(guān)問(wèn)題：

（1）廢水在加入金屬X前需進(jìn)行

 

操作，目的是將其中的不溶性雜質(zhì)除去．進(jìn)行該操作所需的玻璃儀器有：

 

；
（2）金屬X是

 

．加過(guò)量X的目的是

 

；
（3）溶液Y是

 

，要證明加入的溶液Y已足量，方法是：

 

；（寫出步驟、現(xiàn)象、結(jié)論）
（4）從濾液中獲取硫酸亞鐵晶體需進(jìn)行的操作中所需的儀器有：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：金屬的化學(xué)性質(zhì),過(guò)濾的原理、方法及其應(yīng)用,書(shū)寫化學(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：廢液中回收硫酸亞鐵晶體和銅，所以加入的過(guò)量金屬X是鐵，過(guò)濾后得到的固體屬于置換出來(lái)的銅和過(guò)量的鐵，濾液是硫酸亞鐵，鐵和銅的混合物中，銅和酸不反應(yīng)，鐵和酸反應(yīng)，所以加入硫酸可將鐵變?yōu)榱蛩醽嗚F，把銅分離出來(lái)；再將硫酸亞鐵溶液蒸發(fā)結(jié)晶，得到硫酸亞鐵，分析實(shí)驗(yàn)方案，明確回收原理及操作方法，完成實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)原理、所需儀器及過(guò)濾與結(jié)晶的操作．

解答：解：（1）過(guò)濾是將不溶性固體從溶液中分離出來(lái)的操作，組裝過(guò)濾器需要的儀器有：鐵架臺(tái)、漏斗、濾紙、燒杯和玻璃棒，所以需要的玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒、漏斗；
（2）為回收廢液中的Cu²⁺需加入銅前面的金屬進(jìn)行置換，但要得到較為純凈FeSO₄的溶液，只能向廢液中加入過(guò)量的鐵粉與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)，生成物中只有硫酸亞鐵，加入其它金屬溶液中又混有其它溶質(zhì)．加入過(guò)量鐵粉是為了將銅離子全部置換出來(lái)；
（3）銅排在氫后面，不與酸反應(yīng)，而鐵排在氫前面，與酸反應(yīng)，因此為除去混在銅粉里的鐵粉并且得到FeSO₄溶液，把金屬混合物放入足量的稀硫酸中并過(guò)濾即可；要證明加入稀硫酸溶液已足量，繼續(xù)加入稀硫酸，無(wú)氣泡產(chǎn)生，則已足量；
（4）要從濾液中獲取硫酸亞鐵晶體，需要采取蒸發(fā)結(jié)晶或降溫結(jié)晶，使硫酸亞鐵從溶液中結(jié)晶析出，蒸發(fā)用到的儀器有：鐵架臺(tái)、酒精燈、蒸發(fā)皿、玻璃棒．
故答案為：（1）過(guò)濾；燒杯、漏斗、玻璃棒；（2）Fe；使CuSO₄反應(yīng)完全；（3）稀硫酸；繼續(xù)加入稀硫酸，無(wú)氣泡產(chǎn)生，則已足量；（4）鐵架臺(tái)、酒精燈、蒸發(fā)皿、玻璃棒．

點(diǎn)評(píng)：金屬活動(dòng)順序表是解決與金屬相關(guān)變化的重要工具，表中H元素為標(biāo)志性參考元素，H之前為活潑金屬，H之后金屬性質(zhì)不活潑．