Question

6．某研究小組利用含硫酸銅的工業廢液制備硫酸銨，流程如下：

（1）操作Ⅰ的名稱為過濾，濾渣的成分為Fe、Cu．
（2）工業廢液中加入過量鐵粉所發生反應的離子方程式為Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu．
（3）操作Ⅱ得到的（NH₄）₂SO₄溶液進行蒸發濃縮，需要的儀器除了酒精燈、鐵架臺、蒸發皿外，還需要玻璃杯．
（4）如圖溶液A中發生反應的離子方程式為4Fe²⁺+O₂+8NH₃+10H₂O=8NH₄⁺+4Fe（OH）₃↓
該反應是否為氧化還原反應是（填“是”或“否”）．
（5）檢驗（NH₄）₂SO₄溶液中含有SO₄^2-的方法為取溶液少許于試管中，先加入足量稀鹽酸，再加入氯化鋇溶液，產生白色沉淀，則證明有SO₄^2-存在．

Answer 1

分析 實驗目的是利用含硫酸銅的工業廢液制備硫酸銨，根據流程可知，向廢液中加入過量鐵粉，將硫酸銅轉化成硫酸亞鐵，過濾后得到濾液A硫酸亞鐵溶液，向硫酸亞鐵溶液中通入空氣和氨氣，發生反應：4Fe²⁺+O₂+8NH₃+10H₂O=8NH₄⁺+4Fe（OH）₃↓，將亞鐵離子轉化成氫氧化鐵除去，從而得到硫酸銨，最后通過蒸發濃縮，得到硫酸銨溶液，據此進行解答．

解答 解：實驗目的是利用含硫酸銅的工業廢液制備硫酸銨，根據流程可知，向廢液中加入過量鐵粉，將硫酸銅轉化成硫酸亞鐵，過濾后得到濾液A硫酸亞鐵溶液，向硫酸亞鐵溶液中通入空氣和氨氣，發生反應：4Fe²⁺+O₂+8NH₃+10H₂O=8NH₄⁺+4Fe（OH）₃↓，將亞鐵離子轉化成氫氧化鐵除去，從而得到硫酸銨，最后通過蒸發濃縮，得到硫酸銨溶液，
（1）操作Ⅰ是將固體Fe、Cu與溶液分離，該操作方法為過濾；過濾得到的濾渣為Fe、Cu，濾液為硫酸亞鐵溶液，
故答案為：過濾； Fe、Cu；
（2）工業廢液中加入過量鐵粉，銅離子與鐵發生置換反應生成亞鐵離子和銅，所發生反應的離子方程式為：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，
故答案為：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu；
（3）操作Ⅱ得到的（NH₄）₂SO₄溶液進行蒸發濃縮，需要的儀器除了酒精燈、鐵架臺、蒸發皿外，還需要用玻璃杯攪拌，
故答案為：玻璃棒；
（4）如圖溶液A中發生反應的離子方程式為4Fe²⁺+O₂+8NH₃+10H₂O=8NH₄⁺+4Fe（OH）₃↓，該反應中亞鐵離子被氧化成鐵離子，氧氣從0價變為-2價，存在化合價變化，所以該反應是氧化還原反應，
故答案為：是；
（5）驗（NH₄）₂SO₄溶液中含有SO₄^2-，可用稀鹽酸和氯化鋇溶液檢驗，操作方法為：取溶液少許于試管中，先加入足量稀鹽酸，再加入氯化鋇溶液，產生白色沉淀，則證明有SO₄^2-存在，
故答案為：取溶液少許于試管中，先加入足量稀鹽酸，再加入氯化鋇溶液，產生白色沉淀，則證明有SO₄^2-存在．

點評 本題考查了制備方案的設計，題目難度中等，明確實驗目的及化學實驗基本操作方法為解答關鍵，注意熟練掌握常見離子的檢驗方法、氧化還原反應的特征，試題培養了學生的分析能力及化學實驗能力．