Question

1．某工廠的工業廢水中含有大量的FeSO₄、較多的Cu²⁺和少量的Na⁺．為了減少污染并變廢為寶，工廠計劃從該廢水中回收硫酸亞鐵和金屬銅．回收硫酸亞鐵和銅的簡單實驗方案如以下流程圖所示．

（1）寫出所發生的離子方程式
①加入鐵粉：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu
②加入A：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑
（2）寫出流程中甲乙丙對應的化學物質的化學式
①甲：Fe、Cu；②乙：FeSO₄；③丙：Cu；
（3）寫出流程中操作2、操作3的名稱
①操作2：過濾；②操作3：蒸發濃縮、冷卻結晶．
（4）操作1需要的玻璃儀器除了燒杯外，還需要玻璃棒、普通漏斗．
（5）FeSO₄中的Fe²⁺極易被空氣中氧氣氧化為Fe³⁺，寫出檢驗A溶液含有Fe³⁺存在的實驗操作取少量A溶液于試管中，滴加1-2滴硫氰化鉀溶液，若溶液變為血紅色，則說明溶液A中含有Fe³⁺．

Answer 1

分析 工業廢水中含大量硫酸亞鐵、Cu²⁺和少量的Na⁺，從該廢水中回收硫酸亞鐵和金屬銅，結合流程可知，加入鐵粉，可置換出銅，同時生成硫酸亞鐵，操作Ⅰ為過濾，則濾液乙中主要含硫酸亞鐵，濾渣甲中含Cu、Fe，加入A為H₂SO₄，操作2為過濾，得到濾渣丙為Cu，濾液中主要含FeSO₄，操作3為蒸發、濃縮、結晶、過濾，可得到FeSO₄.7H₂O，以此來解答．

解答 解：工業廢水中含大量硫酸亞鐵、Cu²⁺和少量的Na⁺，從該廢水中回收硫酸亞鐵和金屬銅，結合流程可知，加入鐵粉，可置換出銅，同時生成硫酸亞鐵，操作Ⅰ為過濾，則濾液乙中主要含硫酸亞鐵，濾渣甲中含Cu、Fe，加入A為H₂SO₄，操作2為過濾，得到濾渣丙為Cu，濾液中主要含FeSO₄，操作3為蒸發、濃縮、結晶、過濾，可得到FeSO₄.7H₂O，
（1）加入鐵粉，鐵置換出銅，反應的離子方程式為Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，鐵、銅的混合物中加入稀硫酸，鐵與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，反應的離子方程式為Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，
故答案為：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu； Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；
（2）由以上分析可知濾渣甲含有Fe、Cu，濾液乙含有FeSO₄，濾渣丙為Cu，故答案為：Fe、Cu；FeSO₄；Cu；
（3）操作2用于分離固體和液體，為過濾操作，操作3由溶液中得到晶體，可進行蒸發濃縮、冷卻結晶，故答案為：過濾；蒸發濃縮、冷卻結晶；
（4）操作1為過濾操作，用到玻璃棒、普通漏斗，故答案為：玻璃棒；普通漏斗．
（5）檢驗Fe³⁺，可取少量A溶液于試管中，滴加1-2滴硫氰化鉀溶液，若溶液變為血紅色，則說明溶液A中含有Fe³⁺，
故答案為：取少量A溶液于試管中，滴加1-2滴硫氰化鉀溶液，若溶液變為血紅色，則說明溶液A中含有Fe³⁺．

點評 本題考查混合物的分離、提純，側重分離流程和廢水處理的考查，為高頻考點和常見題型，把握流程中發生的化學反應及分離方法為解答的關鍵，注重基礎知識的考查，題目難度不大．