Question

某校化學實驗室廢液桶中收集了溶解大量FeSO₄、CuSO₄的廢水，若直接排放到下水道不僅造成重金屬污染而且造成浪費．初三某班的同學，運用學到的化學知識對廢水進行處理，設計除去銅離子，回收硫酸亞鐵晶體和銅的實驗方案：

①操作A的名稱是________，從濾液中獲取硫酸亞鐵晶體的操作方法是________．
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________．

Answer 1

過濾    結晶（或蒸發結晶或冷卻結晶）    Fe（或鐵），    Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu    稀硫酸    Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
分析：①依據混合物分離的方法分析判斷操作A，依據從濾液中獲得硫酸亞鐵的晶體方法分析判斷；
②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；
解答：①過濾是將不溶性固體從溶液中分離出來的操作，所以由圖示可知該操作應該是過濾；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．
②為回收廢液中的Cu²⁺需加入活動性在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．加入過量鐵粉是為了將銅離子全部置換出來．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．
故答案為：①過濾；結晶（或蒸發結晶或冷卻結晶）．②Fe（或鐵），Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；稀硫酸；Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
點評：本題考查了金屬活動性順序的應用，完成此題，可以依據金屬活動性順序及其意義進行．