Question

某工厂的工业废水中含有大量的FeSO₄，较多的CuSO₄和少量Na₂SO₄。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。（可供选择的试剂为铁粉、稀H₂SO₄、NaOH溶液等试剂）

（1）操作a的名称为           ，所需要的玻璃仪器除烧杯外还需要                       。

（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             、            、        、洗涤、干燥。

（5）若废水中硫酸亚铁、硫酸铜和硫酸钠组成的混合溶液，其中c（Cu^2＋）＝0．1 mol/L，c（Fe^2＋）＝0．4 mol/L，

c（SO₄^2－）＝ 0．6 mol/L，已知氢离子浓度忽略不计，则c（Na^＋）为________。

Answer

（1）过滤 漏斗、玻璃棒

（2）Fe和Cu 稀硫酸 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑

（3）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）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤

（5）0．2 mol/L

【解析】

试题分析：（1）加入试剂①后，过滤出Cu（OH）2，Fe（OH）2沉淀，滤液是Na2SO4、NaOH溶液；分离出液体和固体的操作是过滤；所需要的玻璃仪器为：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，加入过量试剂④稀硫酸的目的是除去铜中的铁，实现了回收金属铜，发生的化学方程式为：Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑；

（3）试剂①为NaOH溶液，为了实现Na+的溶液分离，可将溶液中的Fe2+和Cu2+转化为沉淀；

（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。

（5）根据电荷守恒，0．1 mol/L×2+0．4 mol/L×2+ c（Na＋）= 0．6 mol/L×2，解得c（Na＋）＝0．2 mol/L。

考点：考查混合物的分离