Question

7．某興趣小組的同學從實驗室收集到一桶含有FeSO₄、CuSO₄的廢液，他們想從中收回金屬銅和硫酸亞鐵晶體，設計了如下實驗方案．結合實驗方案回答下列問題：

（1）步驟①中，金屬X是Fe，該反應的化學方程式為Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；為什么要加入過量的X保證CuSO₄完全反應
（2）步驟②中，加入過量稀硫酸的目的是除去Fe、Cu混合物中的Fe；發生的化學方程式Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑．
（3）從濾液中獲得硫酸亞鐵晶體采用的方是蒸發溶液結晶．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）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）蒸發從溶液中獲得晶體常采用的方法．

解答 解：（1）由題意可知，由于需要將銅離子轉化為銅單質，而溶液還必須為硫酸亞鐵，即不能引入新的雜質，所以可以加入鐵將銅離子轉化為銅單質．該反應的化學方程式為：Fe+CuSO₄=FeSO₄ +Cu；為保證CuSO₄完全反應，Fe要過量；
（2）步驟②中，加入過量稀硫酸的目的是：使鐵完全反應，除去銅中的鐵；化學方程式為：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；
（3）由于濾液中含有稀硫酸，應先加入過量的鐵粉，再過濾，將濾液進行蒸發可獲得硫酸亞鐵晶．
故答為：（1）Fe；Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；保證CuSO₄完全反應；
（2）除去Fe、Cu混合物中的Fe；Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；
（3）蒸發溶液結晶

點評 解答本題時要注意混合物的分離要考慮為徹底分開而加入過量試劑，所以后一環節需要將之除去．