Question

12．某兴趣小组的同学从实验室收集到一桶含有FeSO₄、CuSO₄的废液，他们想从中回收金属铜和硫酸亚铁晶体，设计了如下实验方案．

（1）写出步骤①中反应的化学方程式Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄．
（2）步骤②中，加入过量稀硫酸的目的是什么？
（3）从滤液中获得硫酸亚铁晶体采用的方法是什么？

Answer 1

分析 由于目的是获得铜单质和硫酸亚铁，所以需要将铜离子转化为铜单质，而溶液中需要的是硫酸亚铁而不能引入新的杂质，所以加入的能够将铜离子转化为铜单质的只能是单质铁；由于加入的铁是过量的，加入过量稀硫酸的目的是除去铜中的铁，从溶液中获得晶体的方法是蒸发结晶．

解答 解：（1）由题意可知，由于需要将铜离子转化为铜单质，而溶液还必须为硫酸亚铁，即不能引入新的杂质，所以可以加入铁将铜离子转化为铜单质，反应物是铁和硫酸铜写在等号的左边，生成物是铜和硫酸亚铁，写在等号的右边，所以方程式是：Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄；
（2）为了将硫酸铜中的铜全部置换出来，需要加入过量的铁，所以金属A中有铜和过量的铁；由于铜与硫酸不反应，铁和硫酸反应，所以加入硫酸将铜与铁分开，加入过量稀硫酸的目的是除去铜中的铁；
（3）从硫酸亚铁溶液中析出硫酸亚铁是利用蒸发溶剂，将水除去即可；
故答案为：（1）Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄；（2）除去铜中的铁；（3）蒸发结晶．

点评 本题主要考查了金属活动性顺序表的应用，难度不大，熟记金属活动性顺表、理解其应用是解答本题的关键．