Question

小明和几位同学从实验室收集到一桶含有FeSO₄、CuSO₄的废液，他们想从中回收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　，该反应的化学方程式为　　；

（2）步骤②中，加入过量稀硫酸的目的是　　；

（3）小明经过称量，获知实验方案中的“金属混合物质量为120g，“金属铜”的质量为64g，则最终获得的硫酸亚铁质量比原废液中的硫酸亚铁质量增加　　g．

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）根据铜的质量计算出铁与硫酸铜反应生成的硫酸亚铁的质量，用120g﹣64g计算出铁的质量，再计算出铁与硫酸反应生成的硫酸亚铁质量．

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）步骤②中，加入过量稀硫酸的目的是 除去铜中的铁； （3）设铁与硫酸铜反应生成64g铜的同时生成硫酸亚铁的质量为X则： Fe+CuSO4 ═FeSO4 +Cu           152    64           X      64g 根据：解得X=152g， 金属混合物中剩余铁的质量为120g﹣64g=56g，设56g铁与硫酸反应生成硫酸亚铁的质量为Y则： Fe+H2SO4 ═FeSO4 +H2↑ 56         152 56g        Y 根据：解得Y=152g，所以则最终获得的硫酸亚铁质量比原废液中的硫酸亚铁质量增加了152g+152g=304g 故答为：（1）铁，Fe+CuSO4 ═FeSO4 +Cu；（2）除去铜中的铁；（3）304．