Question

6．某研究小组利用含硫酸铜的工业废液制备硫酸铵，流程如下：

（1）操作Ⅰ的名称为过滤，滤渣的成分为Fe、Cu．
（2）工业废液中加入过量铁粉所发生反应的离子方程式为Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu．
（3）操作Ⅱ得到的（NH₄）₂SO₄溶液进行蒸发浓缩，需要的仪器除了酒精灯、铁架台、蒸发皿外，还需要玻璃杯．
（4）如图溶液A中发生反应的离子方程式为4Fe²⁺+O₂+8NH₃+10H₂O=8NH₄⁺+4Fe（OH）₃↓
该反应是否为氧化还原反应是（填“是”或“否”）．
（5）检验（NH₄）₂SO₄溶液中含有SO₄^2-的方法为取溶液少许于试管中，先加入足量稀盐酸，再加入氯化钡溶液，产生白色沉淀，则证明有SO₄^2-存在．

Answer 1

分析 实验目的是利用含硫酸铜的工业废液制备硫酸铵，根据流程可知，向废液中加入过量铁粉，将硫酸铜转化成硫酸亚铁，过滤后得到滤液A硫酸亚铁溶液，向硫酸亚铁溶液中通入空气和氨气，发生反应：4Fe²⁺+O₂+8NH₃+10H₂O=8NH₄⁺+4Fe（OH）₃↓，将亚铁离子转化成氢氧化铁除去，从而得到硫酸铵，最后通过蒸发浓缩，得到硫酸铵溶液，据此进行解答．

解答 解：实验目的是利用含硫酸铜的工业废液制备硫酸铵，根据流程可知，向废液中加入过量铁粉，将硫酸铜转化成硫酸亚铁，过滤后得到滤液A硫酸亚铁溶液，向硫酸亚铁溶液中通入空气和氨气，发生反应：4Fe²⁺+O₂+8NH₃+10H₂O=8NH₄⁺+4Fe（OH）₃↓，将亚铁离子转化成氢氧化铁除去，从而得到硫酸铵，最后通过蒸发浓缩，得到硫酸铵溶液，
（1）操作Ⅰ是将固体Fe、Cu与溶液分离，该操作方法为过滤；过滤得到的滤渣为Fe、Cu，滤液为硫酸亚铁溶液，
故答案为：过滤； Fe、Cu；
（2）工业废液中加入过量铁粉，铜离子与铁发生置换反应生成亚铁离子和铜，所发生反应的离子方程式为：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，
故答案为：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu；
（3）操作Ⅱ得到的（NH₄）₂SO₄溶液进行蒸发浓缩，需要的仪器除了酒精灯、铁架台、蒸发皿外，还需要用玻璃杯搅拌，
故答案为：玻璃棒；
（4）如图溶液A中发生反应的离子方程式为4Fe²⁺+O₂+8NH₃+10H₂O=8NH₄⁺+4Fe（OH）₃↓，该反应中亚铁离子被氧化成铁离子，氧气从0价变为-2价，存在化合价变化，所以该反应是氧化还原反应，
故答案为：是；
（5）验（NH₄）₂SO₄溶液中含有SO₄^2-，可用稀盐酸和氯化钡溶液检验，操作方法为：取溶液少许于试管中，先加入足量稀盐酸，再加入氯化钡溶液，产生白色沉淀，则证明有SO₄^2-存在，
故答案为：取溶液少许于试管中，先加入足量稀盐酸，再加入氯化钡溶液，产生白色沉淀，则证明有SO₄^2-存在．

点评 本题考查了制备方案的设计，题目难度中等，明确实验目的及化学实验基本操作方法为解答关键，注意熟练掌握常见离子的检验方法、氧化还原反应的特征，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力．