Question

7．某兴趣小组的同学从实验室收集到一桶含有FeSO₄、CuSO₄的废液，他们想从中收回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Fe，该反应的化学方程式为Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；为什么要加入过量的X保证CuSO₄完全反应
（2）步骤②中，加入过量稀硫酸的目的是除去Fe、Cu混合物中的Fe；发生的化学方程式Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑．
（3）从滤液中获得硫酸亚铁晶体采用的方是蒸发溶液结晶．

Answer 1

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）蒸发从溶液中获得晶体常采用的方法．

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；为保证CuSO₄完全反应，Fe要过量；
（2）步骤②中，加入过量稀硫酸的目的是：使铁完全反应，除去铜中的铁；化学方程式为：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；
（3）由于滤液中含有稀硫酸，应先加入过量的铁粉，再过滤，将滤液进行蒸发可获得硫酸亚铁晶．
故答为：（1）Fe；Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；保证CuSO₄完全反应；
（2）除去Fe、Cu混合物中的Fe；Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；
（3）蒸发溶液结晶

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．