Question

有一种工业废水，其中含有大量的硫酸亚铁、少量硫酸铜和污泥．某同学设计了一个既经济又合理的实验方案，制备硫酸亚铁晶体（FeSO₄?7H₂O）并回收铜．方案流程如图：

【查阅资料】FeSO₄?7H₂O受热易分解．
回答下列问题：
（1）步骤①中用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和

 

．
（2）步骤②中需加入的物质是

 

，目的是

 

．
（3）步骤③中发生反应的化学方程式是

 

．
（4）步骤④的操作是蒸发浓缩、

 

、过滤．

Answer 1

考点：物质的相互转化和制备,过滤的原理、方法及其应用,蒸发与蒸馏操作,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：物质的制备

分析：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冷却结晶即得硫酸亚铁晶体．

解答：解：（1）步骤①是将污泥与溶液分离，故可用过滤，过滤操作中用到的玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒；
（2）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；
（3）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；
（4）最后将溶液2和3合在一起进行蒸发结晶（或冷却结晶）即可得到硫酸亚铁晶体．
故答案为：（1）玻璃棒；（2）铁；将硫酸铜溶液中的铜全部置换出来；（3）Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；（4）蒸发结晶（或冷却结晶）．

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．