Question

6．某兴趣小组的同学从实验室收集含有FeSO₄、CuSO₄的废液，他们向从中回收金属铜和硫酸亚铁晶体，设计如图实验方案．

（1）写出步骤①中反应的化学方程式．
（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 （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；
（2）由上述分析可知，在步骤①中有加入的过量的铁，所以步骤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；
（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体．
故答为：（1）铁，Fe+CuSO₄ =FeSO₄ +Cu；（2）使铁完全反应，除去铜中的铁；（3）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．

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．