Question

某工廠排放的廢水中含有大量的硫酸亞鐵，少量的銀離子以及污泥．某校興趣小組的同學設計了一個既經濟又合理的方法回收銀和硫酸亞鐵晶體．方案流程如下：

回答下列問題：
（1）步驟②中：需加入過量的物質是    ，溶液2的溶質是    ．
（2）步驟③中：需加入適量的物質是    （填化學式），發生反應的化學方程式是    ，該反應屬于    反應（選填“化合”、“分解”、“置換”或“復分解”）．
（3）某同學認為經過步驟②后所得固體就是純凈的銀，不需要進行步驟③，你認為是否合理？    ，理由是    ．

Answer 1

【答案】分析：結合實驗意圖分析實驗流程圖，根據對流程的分析，判斷流程中所需要加入的物質及所采取的實驗操作，并對某些實驗操作進行解釋和評價：
（1）此過程是對銀的分離，為了不引入新的雜質此處應放金屬鐵，鐵和銀鹽反應產生銀和硫酸亞鐵；
（2）由于固體中含有銀與過量的鐵，所以要得到純凈的銀應該消耗掉金屬鐵，加稀硫酸可使鐵被消耗；
（3）因為只有②中加入過量的鐵粉才能使銀能被徹底置換出來，因此經過步驟②后所得固體是鐵粉和銀的混合物，因此經過步驟③除去過量的鐵粉才能得到純凈的銀．
解答：解：（1）步驟②為了回收銀且得到硫酸亞鐵溶液，應向廢水中加入鐵粉置換出廢液中的銀離子得到銀，把反應后剩余固體與反應后的溶液分離，通過過濾操作得到的固體是鐵粉和銀粉，濾液是硫酸亞鐵溶液；
（2）步驟③為把固體銀中的過量鐵粉除去且用所得溶液獲得硫酸亞鐵晶體，因此應選擇加入稀硫酸與鐵粉反應，反應生成硫酸亞鐵和氫氣；反應的方程式為：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；
（3）步驟②為把廢水中的銀離子完全置換，需要加入過量的鐵粉，因此所得到的固體并不是純凈的銀，需要步驟③稀硫酸溶解鐵過程才能得到純凈的銀；
故答案為：（1）鐵（或Fe）； 硫酸亞鐵（或Fe SO₄）；
（2）H₂SO₄；Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑； 置換；
（3）否； 步驟②后所得固體含有雜質鐵，不純．
點評：此題是一道金屬回收題，解題的關鍵是要明確回收的原理，結合題目內的框題進行分析探討，在選擇所加入物質時，時時要注意到最終要得到硫酸亞鐵晶體，因此所加入的物質不能引入其它物質而致使所得的硫酸亞鐵不純凈．