Question

據報道，截至目前珠江三角洲許多水域和土壤中的重金屬含量嚴重超標，這些重金屬對人們的身體健康構成了很大的威脅．某學校學習小組擬從含有大量硫酸亞鐵、少量硫酸銅以及不溶性雜質的工業廢水中回收金屬銅并獲得硫酸亞鐵晶體．請你協助填寫有關空格：
（1）操作步驟和目的如下：

操作步驟	目的
①將廢水過濾	①______
②向濾液中加入過量鐵粉	②______
③______	③將Cu和過量的鐵粉與FeSO4溶液分離
④在過濾后固體混合物中加入過得量稀硫酸	④______
⑤將反應后的混合物過濾	⑤______
⑥______	⑥得到硫酸亞鐵晶體

（2）寫出步驟②和步驟④的化學方式：______．
（3）步驟②中，加入的鐵粉剛好反應完后，繼續加入的鐵粉對最后得到的銅和硫酸亞鐵晶體質量的影響分別是（填增大、減小或不變）：銅的質量______；硫酸亞鐵晶體質量______．

Answer 1

【答案】分析：由于得到的是銅和硫酸亞鐵，所以用鐵進行置換反應即可，不溶性雜質用過濾的方法除去，再用過量的稀鹽酸除去過量的鐵，其他問題根據實驗過程分析解答．
解答：解：（1）①將廢水過濾，就可以把不溶于液體的固體與液體分離，即出去了不溶性雜質；
②加入過量鐵粉，鐵與硫酸銅反應得到銅和硫酸亞鐵，所以出去了硫酸銅；
③銅和過量鐵粉都不溶于水而硫酸亞鐵溶于水，所以過濾即可分離；
④過濾后的固體是鐵和銅，加入過量硫酸是利用鐵可以與硫酸反應的性質，把鐵除去；
⑤將反應后的混合物過濾就可把固體除去從而得到硫酸亞鐵溶液；
⑥將硫酸亞鐵溶液中分離出硫酸亞鐵，主要是利用蒸發結晶，把液體除去即可；
（2）步驟②鐵與硫酸銅反應得到銅和硫酸亞鐵，化學方程式為Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；
步驟④鐵可以與硫酸反應的化學方程式為Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（3）完全反應后，繼續添加鐵粉，得到的銅的質量不變，得到的硫酸亞鐵晶體質量會增大．
故答案為：
（1）①除去不溶性雜質；②與硫酸銅完全反應；③過濾；④除去過量的鐵；⑤得到硫酸亞鐵溶液和銅；⑥將濾液蒸發結晶．
（2）Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑．
（3）不變；增大
點評：不溶于液體的固體與液體分離的方法是過濾，從溶液中得到一種金屬時，加入排在該金屬前面的金屬利用置換反應就行．