Question

19．有一種工業廢水，其中含有大量的硫酸亞鐵，少量的銀離子以及污泥．某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：需加入的物質是過量Fe，分離所得混合物的方法是過濾．
（2）步驟③中發生反應的化學方程式是Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑．
（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？不合理，理由是因為要使Ag⁺完全置換出來，必須加入過量的鐵．
（4）步驟④的操作是蒸發結晶，溶液2和溶液3為什么要混合？兩種濾液中都含有硫酸亞鐵，可得到更多的硫酸亞鐵，綜合利用．

Answer 1

分析 （1）為置換出溶液的銀達到回收銀、而同時得到硫酸亞鐵晶體的實驗要求，此時應選擇加入過量鐵粉以便完全置換溶液中的銀；由于反應后所得混合物為固體鐵粉、銀粉和硫酸亞鐵溶液所形成的混合物，根據過濾是分離固體與液體所形成混合物的方法，可采取過濾的方法進行分離；
（2）為得到較純凈的銀，而在除去銀粉中混有的鐵粉時還需要得到硫酸亞鐵，因此可判斷此時應加入稀硫酸把鐵反應生成硫酸亞鐵；
（3）在回收廢液中的銀時，為把廢液中的銀全部置換出來，加入了過量的鐵粉，所以說所得銀粉中一定含有未反應完的鐵粉，因此，必須使用硫酸進行處理才能得到純凈的銀；
（4）對溶液進行蒸發，可以將硫酸亞鐵從其溶液中極出而獲得硫酸亞鐵晶體；混合都是硫酸亞鐵溶液的溶液2和溶液3，可得到更多的晶體．

解答 解：（1）根據金屬活動性鐵＞銀及最終要得到硫酸亞鐵晶體的實驗要求，加入過量鐵粉以完全置換溶液中的銀；所得混合物為固體鐵粉、銀和硫酸亞鐵溶液所形成，因此，采取過濾的方法進行分離；
（2）為除去銀粉中混有的鐵粉并得到硫酸亞鐵，此時應加入稀硫酸把鐵反應生成硫酸亞鐵，其化學方程式為Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（3）置換廢液中的銀時必須加入過量的鐵粉，因此所得銀粉中一定含有未反應的鐵粉，必須使用硫酸進行處理才能得到純凈的銀；
（4）為從硫酸亞鐵溶液中獲得硫酸亞鐵晶體，需要對溶液進行蒸發；溶液2和溶液3都是硫酸亞鐵溶液，混合后加熱可得到更多的晶體，綜合利用；
故答案為：
（1）過量Fe；過濾；（2）Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（3）不合理，因為要使Ag⁺完全置換出來，必須加入過量的鐵；
（4）蒸發結晶；兩種濾液中都含有硫酸亞鐵，可得到更多的硫酸亞鐵，綜合利用（其他合理答案也可）．

點評 根據金屬活動性順序表，位于氫之前的金屬能與酸發生置換反應將酸中氫置換出來，活動性強的金屬能將活動性弱的金屬從其鹽溶液中置換出來．