Question

某校化學(xué)實(shí)驗室廢液缸中收集了溶解大量FeSO₄、CuSO₄的廢水，設(shè)計除去銅離子，回收硫酸亞鐵晶體和銅的實(shí)驗方案，討論有關(guān)問題：

（1）廢水在加入金屬X前需進(jìn)行過濾，目的是將其中______性雜質(zhì)除去．進(jìn)行過濾操作所需的玻璃儀器有：______、______．（填寫兩種儀器名稱）
（2）金屬X是______，其加入廢水后發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______；溶液Y是______，利用其除去銅中雜質(zhì)，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為______．
（3）從濾液中獲取硫酸亞鐵晶體的操作方法是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)過濾的原理及操作過程分析解答；
（2）根據(jù)實(shí)驗方案可知，由于目的是獲得銅單質(zhì)和硫酸亞鐵，所以需要將銅離子轉(zhuǎn)化為銅單質(zhì)，而溶液中需要的是硫酸亞鐵而不能引入新的雜質(zhì)，所以加入的能夠?qū)�銅離子轉(zhuǎn)化為銅單質(zhì)的只能是單質(zhì)鐵；由于加入的鐵是過量的，加入過量稀硫酸的目的是除去銅中的鐵；
（3）從溶液中獲取晶體一般都是通過結(jié)晶的方法來獲取，可以據(jù)此解答．
解答：解：（1）過濾是將不溶性固體從溶液中分離出來的操作，組裝過濾器需要的儀器有：鐵架臺、漏斗、濾紙、燒杯和玻璃棒，其中玻璃儀器有：燒杯、漏斗、玻璃棒；
（2）為回收廢液中的Cu²⁺需加入銅前面的金屬進(jìn)行置換，但要得到較為純凈FeSO₄的溶液，只能向廢液中加入過量的鐵粉與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)，生成物中只有硫酸亞鐵，加入其它金屬溶液中又混有其它溶質(zhì)．所以金屬X是鐵粉，反應(yīng)的方程式是：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；銅排在氫后面，不與酸反應(yīng)，而鐵排在氫前面，與酸反應(yīng)，因此為除去混在銅粉里的鐵粉并且得到FeSO₄溶液，把金屬混合物放入足量的稀硫酸并過濾即可，所以，溶液Y是稀硫酸，反應(yīng)的方程式是：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（3）要從濾液中獲取硫酸亞鐵晶體，需要采取蒸發(fā)結(jié)晶或降溫結(jié)晶，使硫酸亞鐵從溶液中結(jié)晶析出．
故答案為：（1）不溶性雜質(zhì)，燒杯、玻璃棒；（2）鐵，F(xiàn)e+CuSO₄=FeSO₄+Cu；稀硫酸，F(xiàn)e+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；（3）結(jié)晶．
點(diǎn)評：金屬活動順序表是解決與金屬相關(guān)變化的重要工具，表中H元素為標(biāo)志性參考元素，H之前為活潑金屬，H之后金屬性質(zhì)不活潑．