Question

据报道，截至目前珠江三角洲许多水域和土壤中的重金属含量严重超标，这些重金属对人们的身体健康构成了很大的威胁．某学校学习小组拟从含有大量硫酸亚铁、少量硫酸铜以及不溶性杂质的工业废水中回收金属铜并获得硫酸亚铁晶体．请你协助填写有关空格：
（1）操作步骤和目的如下：

操作步骤	目的
①将废水过滤	①______
②向滤液中加入过量铁粉	②______
③______	③将Cu和过量的铁粉与FeSO4溶液分离
④在过滤后固体混合物中加入过得量稀硫酸	④______
⑤将反应后的混合物过滤	⑤______
⑥______	⑥得到硫酸亚铁晶体

（2）写出步骤②和步骤④的化学方式：______．
（3）步骤②中，加入的铁粉刚好反应完后，继续加入的铁粉对最后得到的铜和硫酸亚铁晶体质量的影响分别是（填增大、减小或不变）：铜的质量______；硫酸亚铁晶体质量______．

Answer 1

【答案】分析：由于得到的是铜和硫酸亚铁，所以用铁进行置换反应即可，不溶性杂质用过滤的方法除去，再用过量的稀盐酸除去过量的铁，其他问题根据实验过程分析解答．
解答：解：（1）①将废水过滤，就可以把不溶于液体的固体与液体分离，即出去了不溶性杂质；
②加入过量铁粉，铁与硫酸铜反应得到铜和硫酸亚铁，所以出去了硫酸铜；
③铜和过量铁粉都不溶于水而硫酸亚铁溶于水，所以过滤即可分离；
④过滤后的固体是铁和铜，加入过量硫酸是利用铁可以与硫酸反应的性质，把铁除去；
⑤将反应后的混合物过滤就可把固体除去从而得到硫酸亚铁溶液；
⑥将硫酸亚铁溶液中分离出硫酸亚铁，主要是利用蒸发结晶，把液体除去即可；
（2）步骤②铁与硫酸铜反应得到铜和硫酸亚铁，化学方程式为Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；
步骤④铁可以与硫酸反应的化学方程式为Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（3）完全反应后，继续添加铁粉，得到的铜的质量不变，得到的硫酸亚铁晶体质量会增大．
故答案为：
（1）①除去不溶性杂质；②与硫酸铜完全反应；③过滤；④除去过量的铁；⑤得到硫酸亚铁溶液和铜；⑥将滤液蒸发结晶．
（2）Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑．
（3）不变；增大
点评：不溶于液体的固体与液体分离的方法是过滤，从溶液中得到一种金属时，加入排在该金属前面的金属利用置换反应就行．