Question

12．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：

①步骤①中需采用是实验操作是过滤（填操作名称），用到的玻璃仪器是、烧杯、漏斗、玻璃棒；
②固体1是铜和铁混合物；
③步骤③中：需加入适量的物质是稀硫酸，发生反应的化学方程式是：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
④某同学认为经过步骤②后所得固体就是纯净的铜，不需要进行步骤③，你认为是否合理？不合理（填“合理”或“不合理”），理由是固体中有铁．

Answer 1

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蒸发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，化学方程式为：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，最后将溶液2和3合在一起进行蒸发结晶即可得到硫酸亚铁晶体；
④经过步骤②之后得到的固体中含有生成的铜和剩余的铁．
故答案为：①过滤，漏斗、玻璃棒；
②铜和铁混合物；
③稀硫酸，Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
④不合理，固体中有铁．

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．