Question

某工廠的工業廢水中含有大量的FeSO₄、較多的Cu²⁺和少量的Na⁺，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．請根據流程圖，在方框和括號內填寫物質名稱（或主要成分的化學式）或操作方法，完成回收硫酸亞鐵和銅的簡單實驗方案．
（1）試劑a為

Fe

，試劑b為

H₂SO₄

．
（2）物質1為

Cu、Fe

．
（3）操作1為

過濾

，操作1所需的玻璃儀器為

漏斗、燒杯、玻璃棒

．
（4）若操作1所涉及的反應為氧化還原反應，請用單線橋法標出反應中電子轉移的方向和數目：

．

Answer 1

分析：某工廠的工業廢水中含有大量的FeSO₄、較多的Cu²⁺和少量的Na⁺，先加過量鐵，鐵在金屬活動順序表中排在銅的前面，所以鐵粉把銅置換出來，發生Fe+Cu²⁺═Cu+2Fe²⁺，過濾出Cu，Fe．濾液是FeSO₄，在操作2中加入稀硫酸除去過量的Fe，發生反應為Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，最后所得濾液（物質1）經蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾可得到FeSO₄?7H₂O晶體．

解答：解：（1）工業廢水中含有大量的FeSO₄、較多的Cu²⁺和少量的Na⁺，根據流程圖中可以知道，完成回收硫酸亞鐵和銅，先加過量鐵粉把銅置換出來，Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu，過濾，廢水中剩下FeSO₄和少量的Na⁺，鐵粉、銅中加H₂SO₄得到FeSO₄，故答案為：Fe；H₂SO₄；
（2）先加過量鐵粉把銅置換出來，Cu²⁺+Fe=Fe²⁺+Cu，過濾的濾渣，故答案為：Cu、Fe；
（3）分離固體和液體用過濾，所需的玻璃儀器為漏斗、燒杯、玻璃棒，故答案為：過濾；漏斗、燒杯、玻璃棒；
（4）鐵元素化合價由0價升高為+2價，失去電子，銅元素得到電子化合價與+2價降低為0價，共降低2價，轉移電子為2e^-，操作1所涉及的反應：，
故答案為：．

點評：本題考查物質的分離和提純，題目難度不大，注意根據物質的性質選擇分離提純的方法，特別是過濾和蒸發結晶操作，注意把握所使用儀器和操作步驟．