Question

【題目】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。請根據流程圖完成回收硫酸亞鐵和銅的簡單實驗方案，回答下列問題：(流程圖中無需填寫)

（1）試劑①為____，操作⑥名稱為_______和洗滌，其中洗滌的操作方法是_______________。為檢驗沉淀是否洗滌干凈，可向最后一次洗滌液中加入試劑：__________。

（2）試劑⑤的化學式為_____，所發生的化學方程式為___________________________。

（3）對④和⑧的混合溶液，不選用蒸發結晶（余熱蒸干）獲得FeSO4·7H2O，原因是_____、________。（說出兩點原因）

Answer 1

【答案】 鐵粉 過濾 向漏斗中加蒸餾水至淹沒沉淀，待水流盡，重復2-3次 BaCl2溶液 H2SO4 Fe+H2SO4 ＝FeSO4 +H2 ↑ 產品中混入Na2SO4雜質 產品失去部分結晶水

【解析】試題分析：本題以含有大量的FeSO4、較多的Cu2+和少量的Na+的工業廢水為原料回收硫酸亞鐵和金屬銅為載體，考查流程的分析，物質的分離和提純，基本實驗操作。根據實驗目的，①中加入過量的鐵粉，發生反應Fe+Cu2+=Fe2++Cu；操作②為過濾；③中含有Cu和過量的Fe；④為含Na+的FeSO4溶液；⑤中應加入H2SO4將③中Fe溶解，反應的方程式為Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；操作⑥為過濾、洗滌；⑦為回收的金屬Cu；⑧為FeSO4溶液；從含Na+的FeSO4的溶液中獲得FeSO4·7H2O，操作⑨為加熱濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥。

（1）根據上述分析，試劑①為鐵粉；操作⑥名稱為過濾和洗滌，其中洗滌的操作方法是向漏斗中加蒸餾水至淹沒沉淀，待水流盡，重復2~3次。為檢驗沉淀是否洗滌干凈，可檢驗洗滌液中是否含SO42-，可向最后一次洗滌液中加入BaCl2溶液，若不產生白色沉淀表明洗滌干凈，反之未洗滌干凈。

（2）根據上述分析，試劑⑤的化學式為H2SO4，所發生反應的化學方程式為Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。

（3）④和⑧的混合溶液是含Na+的FeSO4溶液，對此混合液不選用蒸發結晶（余熱蒸干）獲得FeSO4·7H2O，原因是：若選用蒸發結晶，產品中會混入Na2SO4雜質；產品受熱分解會失去部分結晶水。