Question

某校化学实验室废液桶收集了溶解大量FeSO₄、CuSO₄的废水，若直接排放到下水设计除去铜离子，回收硫酸亚铁晶体和铜的实验方案：
（1）废水在加入金属X前需进行过滤，目的是将其中

 

性杂质除去．进行过滤的操作所需的仪器有：

 

、

 

、

 

、

 

．
（2）金属X是

 

，加入过量X的目的是

 

．反应方程式为：

 

．
（3）固体A的成分是

 

，加入足量溶液Y的目的是

 

，反应方程式为

 

．
（4）滤液A和滤液B中溶质是

 

．从滤液A、B中获取硫酸亚铁晶体的操作Ⅰ是

 

．该操作所需仪器有：铁架台、玻璃棒、酒精灯、

 

，玻璃棒在该操作中的作用是：

 

．

Answer 1

考点：金属的化学性质,过滤的原理、方法及其应用,蒸发与蒸馏操作,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：金属与金属材料

分析：（1）依据过滤是将不溶性杂质与液体分离的方法及需要的仪器进行分析；
（2）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，据此写出反应的方程式；
（3）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，据此写出反应的方程式；
（4）根据反应分析溶质的成分；从溶液中获取晶体一般都是通过蒸发结晶的方法来获取，可以据此解答．

解答：解：（1）过滤操通常是用来分离不溶性固体和液体的一种方法，需要的仪器有：烧杯、漏斗和玻璃棒、铁架台；故答案为：难溶性；烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台；
（2）从图框中可以知道，向废液中加入过量的金属X得到了不纯的铜，根据题干要求及废水中的成分并结合最后得到对物质为硫酸亚铁晶体，可以判断金属X为铁，目的是将铜完全置换出来，反应产生硫酸亚铁和铜；故答案为：铁；把铜完全置换出来；Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；
（3）固体A中含有过量的铁和反应产生的铜；加入溶液Y后得到了铜，可以判断加入的Y为稀硫酸，目的是除去过量的铁；故答案为：铁和铜；除去过来的铁；Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（4）滤液A和滤液B中都含有硫酸亚铁，分别是铁和硫酸铜、硫酸反应产生的；从溶液中获取晶体一般都是通过蒸发结晶的方法来获取，需要的仪器有：铁架台、玻璃棒、酒精灯、蒸发皿；其中玻璃棒的作用是使液体均匀受热，防止液滴飞溅；故答案为：硫酸亚铁；蒸发；蒸发皿；使液体均匀受热，防止液滴飞溅．

点评：本题考查了金属活动性顺序的应用，完成此题，可以依据金属活动性顺序及其意义结合混合物分离的方法进行分析．