Question

【題目】某工廠的工業廢水中含有大量的FeSO4，較多的CuSO4和少量Na2SO4。為了減少污染并變廢為寶，工廠計劃從該廢水中回收硫酸亞鐵和金屬銅。請根據下列流程圖，完成回收硫酸亞鐵和銅的實驗方案。（可供選擇的試劑為鐵粉、稀H2SO4、NaOH溶液等試劑）

（1）操作a的名稱為 ，所需要的玻璃儀器除燒杯外還需要 。

（2）固體E的成分為 ，加入的試劑④為 ，發生的化學方程式為 。

（3）加入試劑①的目的是 。

（4）從溶液D和溶液G中得到FeSO4．7H2O晶體的操作為 、 、 、洗滌、干燥。

（5）若廢水中硫酸亞鐵、硫酸銅和硫酸鈉組成的混合溶液，其中c（Cu2＋）＝0．1 mol/L，c（Fe2＋）＝0．4 mol/L，

c（SO42－）＝ 0．6 mol/L，已知氫離子濃度忽略不計，則c（Na＋）為________。

Answer 1

【答案】（1）過濾 漏斗、玻璃棒

（2）Fe和Cu 稀硫酸 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑

（3）將溶液中的Fe2+和Cu2+轉化為沉淀，便于與含有Na+的溶液分離

（4）蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾

（5）0．2 mol/L

【解析】

試題分析：（1）加入試劑①后，過濾出Cu（OH）2，Fe（OH）2沉淀，濾液是Na2SO4、NaOH溶液；分離出液體和固體的操作是過濾；所需要的玻璃儀器為：漏斗、玻璃棒、燒杯；

（2）溶液C的成分為CuSO4，FeSO4、H2SO4，加過量鐵，過濾出Fe、Cu，溶液D中只有一種鹽是硫酸亞鐵，所以固體E就是Fe、Cu，所以固體F就是銅，過量的鐵是為了將CuSO4中的銅全部置換出來，加入過量試劑④稀硫酸的目的是除去銅中的鐵，實現了回收金屬銅，發生的化學方程式為：Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑；

（3）試劑①為NaOH溶液，為了實現Na+的溶液分離，可將溶液中的Fe2+和Cu2+轉化為沉淀；

（4）蒸發是從溶液中獲得晶體常采用的方法，產生沉淀后通過過濾實現分離。

（5）根據電荷守恒，0．1 mol/L×2+0．4 mol/L×2+ c（Na＋）= 0．6 mol/L×2，解得c（Na＋）＝0．2 mol/L。