Question

【题目】某工业废水中含有大量的FeSO4、较多的Cu2+和少量的Na+。工厂计划用下列方案从该废水中回收FeSO4·7H2O晶体和金属铜。

请问答下列问题：

（1）试剂A为______，试剂D为____，固体B为_____。

（2）操作1的名称为_____，如何检验Cu已经洗涤干净_____；操作2为_____，冷却结晶，过滤。

（3）写出固体B与试剂D反应的化学方程式__________。

（4）不能用盐酸代替试剂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-，则SO42-的物质的量浓度为_____。

Answer 1

【答案】过量铁粉 稀硫酸 铁、铜 过滤 取少许最后一次洗涤液于试管中，加入足量稀盐酸，再加BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则Cu已洗净 蒸发浓缩 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 用盐酸代替试剂D会使产品中混有FeCl2杂质 0.15mol·L－1

【解析】

根据流程推测化学反应过程及除杂原理分析解答；根据溶液中的电荷守恒计算解答。

工业废水中含有大量的FeSO4、较多的Cu2+和少量的Na+，从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜，结合流程可知，试剂A为过量的Fe，操作1为过滤，C为滤液，且C中含FeSO4，则B中含Cu及过量的Fe，加入D为稀硫酸，过滤，则C中主要含硫酸亚铁，操作2为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，可得到FeSO4.7H2O

（1）加入过量Fe，Fe与Cu2+充分反应：Fe+Cu2+=Fe2++Cu，则试剂A为过量Fe，固体B是过量的Fe和Cu的混合物，再加入稀硫酸与金属铁反应，则试剂D为稀硫酸，B为铁、铜；

（2）操作1将固体和液体分离则该操作为过滤，检验Cu已经洗涤干净即检验洗涤液中不含硫酸亚铁，取少许最后一次洗涤液于试管中，加入足量稀盐酸，再加BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则Cu已洗净；经过过滤得到的溶液C中含FeSO4，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到FeSO4·7H2O；

（3）固体B中含有Fe和Cu，金属Cu与稀硫酸不反应，则固体B中的Fe与稀硫酸反应的化学方程式：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；

（4）由于要得到的产品是FeSO4.7H2O，若用盐酸代替试剂稀硫酸，则生成了新杂质FeCl2，故不能用稀盐酸代替稀硫酸；

（5）根据溶液中电荷守恒原理，c(NH4+)+2c(Fe2+)=c(Cl-)+2c(SO42-)，c(SO42-)=(0.2mol/L+2×0.25mol/L-0.4mol/L)÷2=0.15mol/L，故答案为:0.15mol/L。