Question

某校化学实验室废液桶中收集了溶解大量FeSO₄、CuSO₄的废水，若直接排放到下水道不仅造成重金属污染（Cu为重金属元素）而且造成浪费．初三（2）班的同学，准备运用已学到的“常见金属活动性顺序表”结合其他有关化学知识对废水进行处理．设计了除去铜离子，回收硫酸亚铁晶体和铜的实验方案，讨论有关问题：

（1）废水在加入金属X前需进行过滤，目的是将其中的不溶性杂质除去．进行过滤的操作所需的仪器除漏斗外还有：

烧杯

、

玻璃棒

、

铁架台

（请从下图中选择合适仪器，并用仪器名称填写）．

（2）加入的金属X是

铁

（填名称，下同）；溶液Y是

稀硫酸

，写出不纯的铜中的物质与Y发生的化学方程式为

Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑

．

Answer 1

分析：（1）过滤是分离不溶性固体和液体的方法，可以据此结合过滤操作所需的仪器进行解答；
（2）由于目的是获得铜单质和硫酸亚铁，所以需要将铜离子转化为铜单质，而溶液中需要的是硫酸亚铁而不能引入新的杂质，所以加入的能够将铜离子转化为铜单质的只能是单质铁；由于加入的铁是过量的，加入过量稀硫酸的目的是除去铜中的铁，可以据此解答．

解答：解：（1）过滤是将不溶性固体从溶液中分离出来的操作，组装过滤器需要的仪器有：铁架台、漏斗、滤纸、烧杯和玻璃棒；
（2）为回收废液中的Cu²⁺需加入活动性在铜前面的金属进行置换，但要得到较为纯净FeSO₄的溶液，只能向废液中加入过量的铁粉与硫酸铜发生置换反应，生成物中只有硫酸亚铁，加入其它金属溶液中又混有其它溶质．加入过量铁粉是为了将铜离子全部置换出来．铜排在氢后面，不与酸反应，而铁排在氢前面，与酸反应，因此为除去混在铜粉里的铁粉并且得到FeSO₄溶液，把金属混合物放入足量的稀硫酸并过滤即可，稀硫酸和铁反应的方程式为：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑．
故答案为：（1）烧杯、玻璃棒、铁架台（可以不按顺序填写）；
（2）铁；稀硫酸，Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑．

点评：本题考查了金属的活动性顺序的运用，首先明确金属和酸及金属和盐溶液反应的规律是解决问题的关键；然后根据所给的实验、问题情景或图表信息等，结合所学的相关知识和技能，细致地阅读、分析题意等，联系着生活实际，细心地进行探究、推理，最后，按照题目的要求，进行解答即可．