Question

某校化學實驗室廢液缸中收集了溶解大量FeSO₄、CuSO₄的廢水，設計除去銅離子，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________性雜質除去．進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________，其加入廢水后發生反應的化學方程式為________；溶液Y是________，利用其除去銅中雜質，有關反應的化學方程式為________．
（3）從濾液中獲取硫酸亞鐵晶體的操作方法是________．

Answer 1

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．所以金屬X是鐵粉，反應的方程式是：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；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，所以，溶液Y是稀硫酸，反應的方程式是：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（3）要從濾液中獲取硫酸亞鐵晶體，需要采取蒸發結晶或降溫結晶，使硫酸亞鐵從溶液中結晶析出．
故答案為：（1）不溶性雜質，燒杯、玻璃棒；（2）鐵，Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；稀硫酸，Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；（3）結晶．
分析：（1）根據過濾的原理及操作過程分析解答；
（2）根據實驗方案可知，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；
（3）從溶液中獲取晶體一般都是通過結晶的方法來獲取，可以據此解答．
點評：金屬活動順序表是解決與金屬相關變化的重要工具，表中H元素為標志性參考元素，H之前為活潑金屬，H之后金屬性質不活潑．