Question

某工厂的工业废水中含有大量的FeSO₄、较多的Cu²⁺和少量的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．请根据流程图，在方框和括号内填写物质名称（或主要成分的化学式）或操作方法，完成回收硫酸亚铁和铜的简单实验方案．
（1）试剂a为______，试剂b为______．
（2）物质1为______．
（3）操作1为______，操作1所需的玻璃仪器为______．
（4）若操作1所涉及的反应为氧化还原反应，请用单线桥法标出反应中电子转移的方向和数目：______．

Answer

某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4、较多的Cu2+和少量的Na+，先加过量铁，铁在金属活动顺序表中排在铜的前面，所以铁粉把铜置换出来，发生Fe+Cu2+═Cu+2Fe2+，过滤出Cu，Fe．滤液是FeSO4，在操作2中加入稀硫酸除去过量的Fe，发生反应为Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑，最后所得滤液（物质1）经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可得到FeSO4•7H2O晶体．
【解析】
（1）工业废水中含有大量的FeSO4、较多的Cu2+和少量的Na+，根据流程图中可以知道，完成回收硫酸亚铁和铜，先加过量铁粉把铜置换出来，Cu2++Fe=Fe2++Cu，过滤，废水中剩下FeSO4和少量的Na+，铁粉、铜中加H2SO4得到FeSO4，故答案为：Fe；H2SO4；
（2）先加过量铁粉把铜置换出来，Cu2++Fe=Fe2++Cu，过滤的滤渣，故答案为：Cu、Fe；
（3）分离固体和液体用过滤，所需的玻璃仪器为漏斗、烧杯、玻璃棒，故答案为：过滤；漏斗、烧杯、玻璃棒；
（4）铁元素化合价由0价升高为+2价，失去电子，铜元素得到电子化合价与+2价降低为0价，共降低2价，转移电子为2e-，操作1所涉及的反应：，
故答案为：．