题目内容
（2013?桂林模拟）小明和几位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．结合实验方案回答下列问题：
（1）步骤①中，金属X是
（2）步骤②中，加入过量稀硫酸的目的是
（3）小明经过称量，获知实验方案中的“金属混合物质量为120g，“金属铜”的质量为64g，则最终获得的硫酸亚铁质量比原废液中的硫酸亚铁质量增加
（1）步骤①中，金属X是
铁
铁
，该反应的化学方程式为Fe+CuSO4 ═FeSO4 +Cu
Fe+CuSO4 ═FeSO4 +Cu
；（2）步骤②中，加入过量稀硫酸的目的是
除去铜中的铁
除去铜中的铁
；（3）小明经过称量，获知实验方案中的“金属混合物质量为120g，“金属铜”的质量为64g，则最终获得的硫酸亚铁质量比原废液中的硫酸亚铁质量增加
304
304
g．
分析：（1）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；
（2）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；
（3）根据铜的质量计算出铁与硫酸铜反应生成的硫酸亚铁的质量，用120g-64g计算出铁的质量，再计算出铁与硫酸反应生成的硫酸亚铁质量．
（2）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；
（3）根据铜的质量计算出铁与硫酸铜反应生成的硫酸亚铁的质量，用120g-64g计算出铁的质量，再计算出铁与硫酸反应生成的硫酸亚铁质量．
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．该反应的化学方程式为：Fe+CuSO4 ═FeSO4 +Cu；
（2）步骤②中，加入过量稀硫酸的目的是 除去铜中的铁；
（3）设铁与硫酸铜反应生成64g铜的同时生成硫酸亚铁的质量为X则：
Fe+CuSO4 ═FeSO4 +Cu
152 64
X 64g
根据：
=
解得X=152g，
金属混合物中剩余铁的质量为120g-64g=56g，设56g铁与硫酸反应生成硫酸亚铁的质量为Y则：
Fe+H2SO4 ═FeSO4 +H2↑
56 152
56g Y
根据：
=
解得Y=152g，所以则最终获得的硫酸亚铁质量比原废液中的硫酸亚铁质量增加了152g+152g=304g
故答为：（1）铁，Fe+CuSO4 ═FeSO4 +Cu；（2）除去铜中的铁；（3）304．
（2）步骤②中，加入过量稀硫酸的目的是 除去铜中的铁；
（3）设铁与硫酸铜反应生成64g铜的同时生成硫酸亚铁的质量为X则：
Fe+CuSO4 ═FeSO4 +Cu
152 64
X 64g
根据：
| 152 |
| 64 |
| X |
| 64g |
金属混合物中剩余铁的质量为120g-64g=56g，设56g铁与硫酸反应生成硫酸亚铁的质量为Y则：
Fe+H2SO4 ═FeSO4 +H2↑
56 152
56g Y
根据：
| 56 |
| 152 |
| 56g |
| Y |
故答为：（1）铁，Fe+CuSO4 ═FeSO4 +Cu；（2）除去铜中的铁；（3）304．
点评：解答本题时要注意混合物的分离要考虑为彻底分开而加入过量试剂，所以后一环节需要将之除去．
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