Question

某工厂的工业废水中含有大量的FeSO₄，较多的Cu²⁺和少量Na⁺．为了减少污染并变废为宝，工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜．请根据下列流程图，完成回收硫酸亚铁和铜的实验方案．

（1）操作a的名称为

 

，所需要的玻璃仪器为

 

．
（2）固体E的成分为

 

，加入的试剂④为

 

，发生的化学方程式为

 

．
（3）加入试剂①的目的是

 

．
（4）从溶液D和溶液G中得到FeSO₄.7H₂O晶体的操作为

 

、冷却结晶、

 

、洗涤、干燥．
（5）为验证溶液C中含有SO₄^2-：取少量的溶液C于试管中，先加入

 

再加入

 

，若观察到有白色沉淀，则说明溶液C中含有SO₄^2-．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：先根据流程图得到实验方案：1、加过量碱，过滤出Cu（OH）₂，Fe（OH）₂沉淀，滤液是Na₂SO₄、NaOH溶液；
2、在Cu（OH）₂，Fe（OH）₂中加过量稀H₂SO₄，溶液C的成分为CuSO₄，FeSO₄、H₂SO₄；
3、加过量铁，过滤出Fe、Cu，滤液D是FeSO₄；
4、加过量稀H₂SO₄，过滤出Cu，实现了回收金属铜，滤液是FeSO₄、H₂SO₄ 5、最后溶液合一块，进行蒸发，浓缩，冷却结晶，过滤，就得到FeSO₄?7H₂O，回收硫酸亚铁．最后根据每个问题进行回答．

解答： 解：实验方案为：1、加过量碱，过滤出Cu（OH）₂，Fe（OH）₂沉淀，滤液是Na₂SO₄、NaOH溶液；
2、在Cu（OH）₂，Fe（OH）₂中加过量稀H₂SO₄，溶液C的成分为CuSO₄，FeSO₄、H₂SO₄；
3、加过量铁，过滤出Fe、Cu，滤液D是FeSO₄；
4、加过量稀H₂SO₄，过滤出Cu，实现了回收金属铜，滤液是FeSO₄、H₂SO₄
5、最后溶液合一块，进行蒸发，浓缩，冷却结晶，过滤，就得到FeSO₄?7H₂O，回收硫酸亚铁．
（1）经过②后，分离出液体和固体，故答案为：过滤；漏斗、玻璃棒、烧杯；
（2）溶液C的成分为CuSO₄，FeSO₄、H₂SO₄，加过量铁，过滤出Fe、Cu，溶液D中只有一种盐是硫酸亚铁，所以固体E就是Fe、Cu，所以固体F就是铜，过量的铁是为了将CuSO₄中的铜全部置换出来，加入过量稀硫酸的目的是除去铜中的铁，实现了回收金属铜，将推出的各种物质代入验证即可，
故答案为：Fe和Cu；稀硫酸；Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（3）为了实现Na⁺的溶液分离，可将溶液中的Fe²⁺和Cu²⁺转化为沉淀，故答案为：将溶液中的Fe²⁺和Cu²⁺转化为沉淀，便于与含有Na⁺的溶液分离．
（4）蒸发是从溶液中获得晶体常采用的方法，产生沉淀后通过过滤实现分离，故答案为：蒸发浓缩；过滤；
（5）先加入足量稀盐酸再加入少量BaCl₂溶液，若观察到有白色沉淀，则说明溶液⑧中含有SO₄^2-，故答案为：足量稀盐酸；少量BaCl₂溶液．

点评：本题考查了无机物推断及物质的鉴别，根据物质的性质、物质之间的反应来分析解答，难度不大，解答本题时要注意混合物的分离要考虑为彻底分开而加入过量试剂，所以后一环节需要将之除去．