Question

有一种工业废水，其中含有大量的硫酸亚铁，少量的硫酸铜以及污泥．某同学设计了一个既经济又合理的方法回收铜和硫酸亚铁晶体．方案流程如下：

回答下列问题：
（1）操作①是

 

，步骤②中：要把硫酸铜完全除去需加入

 

（填“少量”或“过量”）的铁粉．发生反应的化学方程式是

 

．
（2）步骤③中：需加入适量的物质是

 

（填名称），发生反应的化学方程式是

 

．
（3）步骤④的操作是

 

．

Answer 1

考点：金属的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：金属与金属材料

分析：根据过滤分离不溶性固体与液体，将废水中的污泥与溶液用过滤法分离，得溶液1中含有硫酸铜和硫酸亚铁，加入过量的铁将硫酸铜中的铜全部置换出来，过滤得到铜和铁的混合物和滤液硫酸亚铁，然后在固体混合物中加入适量硫酸与铁反应生成硫酸亚铁溶液，最后将硫酸亚铁溶液蒸发结晶即得硫酸亚铁晶体进行分析．

解答：解：（1）步骤①是将污泥与溶液分离，所以可用过滤，要将硫酸铜与硫酸亚铁的混合溶液中回收铜，同时得到硫酸亚铁溶液，只能加入过量的铁置换硫酸铜溶液中的铜，化学方程式为：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；
（2）铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，因此经过步骤②之后得到的固体中含有生成的铜和剩余的铁，加入适量稀硫酸与铁反应生成硫酸亚铁，化学方程式为：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；
（3）将溶液2和3合在一起进行蒸发结晶即可得到硫酸亚铁晶体．
故答案为：（1）过滤，过量，Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；
（2）稀硫酸，Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；
（3）蒸发．

点评：从废水中回收金属一般步骤先加入一种廉价金属置换出另一种金属，然后过滤，将过量金属除去即可．