题目内容
3．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．方案流程如下：
【查阅资料】FeSO4•7H2O受热易分解．
回答下列问题：
（1）步骤①中需采用是实验操作是过滤（填操作名称），用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃捧．
（2）步骤②中需加入过量的铁目的是使充分反应．
（3）步骤③中需加入适量的物质是H2SO4（或稀硫酸），发生反应的化学方程式是Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑属于基本类型是置换反应．
（4）步骤④的操作是蒸发浓缩、降温结晶等，其中降温结晶温度需控制在500C以下的原因是FeSO4•7H2O受热易分解．
（5）请计算处理含有硫酸铜1%的污水1.6吨，至少需要加入铁的质量是多少？
（Fe+CuSO4=FeSO4+Cu） 写出计算过程．
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．结合题干信息来解答．利用化学方程式进行计算．
解答 解：（1）步骤①是分离固体与液体的方法，是过滤；过滤操作中用到的玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒；
故填：过滤；玻璃捧；
（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；
故填：使充分反应；
（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；是由一种单质与一种化合物反应生成新的单质与新的化合物，属于置换反应；
故填：H2SO4（或稀硫酸）；Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；置换反应；
（4）因为FeSO4•7H2O受热易分解，所以要控制温度，故填：FeSO4•7H2O受热易分解；
（5）解：设至少需要加入铁的质量为x，则
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
56 160
x 1.6t×1%
$\frac{56}{160}=\frac{x}{1.6t×1%}$
x=0.56t
答：至少需要加入铁的质量为0.56t．
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．还考查有关化学方程式的计算，难度较大．
练习册系列答案
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13．水和溶液在生命活动和生产、生活中起着十分重要的作用．
（1）水是常用的溶剂．下表是氯化铵和氯化钠在不同温度下的溶解度．
①氯化钠常用于制0.9%的生理盐水，生理盐水中的溶质为氯化钠；
②现将180g 10%的氯化钠溶液配成为0.9%的生理盐水，需要加入蒸馏水1820g．
③40℃时，向两个分别盛有45g NH4Cl和NaCl的烧杯中，各加入100g 水，充分溶解后，结果如图1所示．则乙烧杯中的溶质是氯化铵；
④下列有关甲、乙两烧杯的说法中，正确的是AD（填字母序号）．
A．烧杯乙中溶液是不饱和溶液
B．烧杯甲中溶液溶质的质量分数为45%
C．升高温度或增加溶剂都有可能将烧杯甲中固体全部溶解
D．若将烧杯乙中溶液降温至20℃时，溶液中溶质的质量分数一定减小
（2）去除粗盐中难溶性的杂质，主要实验步骤有：溶解、过滤、蒸发．在过滤操作中，玻璃棒的作用是引流；在蒸发操作中，玻璃棒的作用是搅拌，防止局部过热造成液滴飞溅．
（3）晒盐场经常利用晾晒海水得到粗盐和卤水．卤水的主要成分及其溶解度的变化如图2．将t1℃时3种物质的饱和溶液升温到t2℃时，3种溶液溶质的质量分数由小到大的顺序是KCl溶液、MgSO4溶液、MgCl2溶液．
（1）水是常用的溶剂．下表是氯化铵和氯化钠在不同温度下的溶解度．
| 温度/℃ | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | |
| 溶解度 /g | NaCl | 35.7 | 36.0 | 36.6 | 37.3] | 38.4 | 39.8 |
| NH4Cl | 29.4 | 37.2 | 45.8 | 55.2 | 65.6 | 77.3 | |
②现将180g 10%的氯化钠溶液配成为0.9%的生理盐水，需要加入蒸馏水1820g．
③40℃时，向两个分别盛有45g NH4Cl和NaCl的烧杯中，各加入100g 水，充分溶解后，结果如图1所示．则乙烧杯中的溶质是氯化铵；
④下列有关甲、乙两烧杯的说法中，正确的是AD（填字母序号）．
A．烧杯乙中溶液是不饱和溶液
B．烧杯甲中溶液溶质的质量分数为45%
C．升高温度或增加溶剂都有可能将烧杯甲中固体全部溶解
D．若将烧杯乙中溶液降温至20℃时，溶液中溶质的质量分数一定减小
（2）去除粗盐中难溶性的杂质，主要实验步骤有：溶解、过滤、蒸发．在过滤操作中，玻璃棒的作用是引流；在蒸发操作中，玻璃棒的作用是搅拌，防止局部过热造成液滴飞溅．
（3）晒盐场经常利用晾晒海水得到粗盐和卤水．卤水的主要成分及其溶解度的变化如图2．将t1℃时3种物质的饱和溶液升温到t2℃时，3种溶液溶质的质量分数由小到大的顺序是KCl溶液、MgSO4溶液、MgCl2溶液．
18．染发时常用到的着色剂--对苯二胺，化学式为C6H8N2，是一种有毒化学药品，有致癌性，下列说法错误的是（ ）
| A． | 对苯二胺是有机物 | |
| B． | 对苯二胺中碳、氢、氮元素的原子个数比为3：4：1 | |
| C． | 对苯二胺由6个碳原子、8个氢原子和2个氮原子构成 | |
| D． | 对苯二胺中碳元素的质量分数表达式为$\frac{12×6}{12×6+1×8+14×2}$×100% |
15．学习化学常用到归纳的方法，下列对知识的归纳有错误的一组是（ ）
| A． | 物质的组成：苏打、纯碱──化学式都是Na2CO3；蔗糖、葡萄糖、淀粉──都属于糖类物质 | |
| B． | 化学与生活：酒精、汽油、液化气──都是易燃物；热塑性塑料──链状结构 | |
| C． | 物质与变化：量体温的温度计中液体体积的变化──分子间隔变化；碳酸氢铵与草木灰混用──产生氨气而降低肥效 | |
| D． | 食品与健康：霉变的大米、花生等会危害人体健康──含有毒物质；人体缺碘──多吃海带、紫菜、海鲜 |
12．关注健康，预防疾病．下列叙述正确的是（ ）
| A． | 人体缺碘会发生骨质疏松 | |
| B． | 人体胃液正常的pH范围在0.9-1.5之间 | |
| C． | 亚硝酸钠有咸味，可以代替食盐做调味剂 | |
| D． | 维生素能够调节人体的新陈代谢，同时为人体提供能量 |
13．
如图为稀土元素铈（Ce）在元素周期表中的相关信息．下列说法错误的是（ ）
如图为稀土元素铈（Ce）在元素周期表中的相关信息．下列说法错误的是（ ）| A． | 铈的原子序数为58 | B． | 铈属于金属元素 | ||
| C． | 铈原子中的质子数为58 | D． | 铈原子的质量为140.1 |