Question

【題目】某工業(yè)廢水中含有大量的FeSO4、較多的Cu2+和少量的Na+。工廠計劃用下列方案從該廢水中回收FeSO4·7H2O晶體和金屬銅。

請問答下列問題：

（1）試劑A為______，試劑D為____，固體B為_____。

（2）操作1的名稱為_____，如何檢驗Cu已經(jīng)洗滌干凈_____；操作2為_____，冷卻結(jié)晶，過濾。

（3）寫出固體B與試劑D反應(yīng)的化學方程式__________。

（4）不能用鹽酸代替試劑D，原因是_________。

（5）某溶液中含有0.2 mol·L－1的NH、0.25 mol·L－1的Fe2＋、0.4mol·L－1的Cl－及一定量的SO42-，則SO42-的物質(zhì)的量濃度為_____。

Answer 1

【答案】過量鐵粉 稀硫酸 鐵、銅 過濾 取少許最后一次洗滌液于試管中，加入足量稀鹽酸，再加BaCl2溶液，若無白色沉淀產(chǎn)生，則Cu已洗凈 蒸發(fā)濃縮 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 用鹽酸代替試劑D會使產(chǎn)品中混有FeCl2雜質(zhì) 0.15mol·L－1

【解析】

根據(jù)流程推測化學反應(yīng)過程及除雜原理分析解答；根據(jù)溶液中的電荷守恒計算解答。

工業(yè)廢水中含有大量的FeSO4、較多的Cu2+和少量的Na+，從該廢水中回收硫酸亞鐵和金屬銅，結(jié)合流程可知，試劑A為過量的Fe，操作1為過濾，C為濾液，且C中含FeSO4，則B中含Cu及過量的Fe，加入D為稀硫酸，過濾，則C中主要含硫酸亞鐵，操作2為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾，可得到FeSO4.7H2O

（1）加入過量Fe，Fe與Cu2+充分反應(yīng)：Fe+Cu2+=Fe2++Cu，則試劑A為過量Fe，固體B是過量的Fe和Cu的混合物，再加入稀硫酸與金屬鐵反應(yīng)，則試劑D為稀硫酸，B為鐵、銅；

（2）操作1將固體和液體分離則該操作為過濾，檢驗Cu已經(jīng)洗滌干凈即檢驗洗滌液中不含硫酸亞鐵，取少許最后一次洗滌液于試管中，加入足量稀鹽酸，再加BaCl2溶液，若無白色沉淀產(chǎn)生，則Cu已洗凈；經(jīng)過過濾得到的溶液C中含FeSO4，經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾得到FeSO4·7H2O；

（3）固體B中含有Fe和Cu，金屬Cu與稀硫酸不反應(yīng)，則固體B中的Fe與稀硫酸反應(yīng)的化學方程式：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；

（4）由于要得到的產(chǎn)品是FeSO4.7H2O，若用鹽酸代替試劑稀硫酸，則生成了新雜質(zhì)FeCl2，故不能用稀鹽酸代替稀硫酸；

（5）根據(jù)溶液中電荷守恒原理，c(NH4+)+2c(Fe2+)=c(Cl-)+2c(SO42-)，c(SO42-)=(0.2mol/L+2×0.25mol/L-0.4mol/L)÷2=0.15mol/L，故答案為:0.15mol/L。