Question

某校化學實驗室廢液桶中收集了溶解大量FeSO₄、CuSO₄的廢水，若直接排放到下水道不僅造成重金屬污染（Cu為重金屬元素）而且造成浪費．初三（2）班的同學，準備運用已學到的“常見金屬活動性順序表”結合其他有關化學知識對廢水進行處理．設計了除去銅離子，回收硫酸亞鐵晶體和銅的實驗方案，討論有關問題：

（1）廢水在加入金屬X前需進行過濾，目的是將其中的不溶性雜質除去．進行過濾的操作所需的儀器除漏斗外還有：

燒杯

、

玻璃棒

、

鐵架臺

（請從下圖中選擇合適儀器，并用儀器名稱填寫）．

（2）加入的金屬X是

鐵

（填名稱，下同）；溶液Y是

稀硫酸

，寫出不純的銅中的物質與Y發生的化學方程式為

Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑

．

Answer 1

分析：（1）過濾是分離不溶性固體和液體的方法，可以據此結合過濾操作所需的儀器進行解答；
（2）由于目的是獲得銅單質和硫酸亞鐵，所以需要將銅離子轉化為銅單質，而溶液中需要的是硫酸亞鐵而不能引入新的雜質，所以加入的能夠將銅離子轉化為銅單質的只能是單質鐵；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，可以據此解答．

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；
（2）為回收廢液中的Cu²⁺需加入活動性在銅前面的金屬進行置換，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生置換反應，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．加入過量鐵粉是為了將銅離子全部置換出來．銅排在氫后面，不與酸反應，而鐵排在氫前面，與酸反應，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，稀硫酸和鐵反應的方程式為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑．
故答案為：（1）燒杯、玻璃棒、鐵架臺（可以不按順序填寫）；
（2）鐵；稀硫酸，Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑．

點評：本題考查了金屬的活動性順序的運用，首先明確金屬和酸及金屬和鹽溶液反應的規律是解決問題的關鍵；然后根據所給的實驗、問題情景或圖表信息等，結合所學的相關知識和技能，細致地閱讀、分析題意等，聯系著生活實際，細心地進行探究、推理，最后，按照題目的要求，進行解答即可．